高精地圖到底需要采集哪些要素？

高精地圖是L3級以上自動駕駛的必備組件，對于自動駕駛汽車而言，高精度地圖具備以下三大功能：路徑規(guī)劃、地圖匹配、輔助環(huán)境感知。它可以將車輛位置精準(zhǔn)地定位于車道之上、幫助車輛獲取準(zhǔn)確有效的當(dāng)前位置及環(huán)境信息，并為車輛規(guī)劃制定最優(yōu)路線。

不同于傳統(tǒng)導(dǎo)航地圖，高精度地圖的適用對象是汽車，為了保證自動駕駛汽車的安全性，地圖數(shù)據(jù)需要保持“高精度、 高動態(tài)、多維度”等特點(diǎn)。

高精度地圖與普通導(dǎo)航地圖的對比

那么一張高精度地圖到底是由哪些元素構(gòu)成的呢？

一般而言，電子地圖是通過不同的圖層去描述，然后將圖層疊加來進(jìn)行表達(dá)。在一張電子地圖里，水系、鐵路、街區(qū)、建筑物可能會分別位于不同圖層，每一個圖層可以理解為一張透明薄膜 ,多圖層被繪制疊加后才能真正為我們所用。

高精度地圖也一樣，同樣是分層繪制而成。它能更加真實(shí)地反映道路實(shí)際樣式，因此包含更多的圖層數(shù)量和道路數(shù)據(jù)細(xì)節(jié)。

高精度地圖應(yīng)用分析

易圖通副總裁羊鋮在接受采訪時曾表示：高精度地圖可分為車道級路網(wǎng)、定位、動態(tài)地圖三個圖層。車道級路網(wǎng)以及所包含的元素列表大家做得都比較類似。而目前業(yè)界分歧最大其實(shí)是定位層以及動態(tài)地圖層。

事實(shí)上，國外部分主流圖商也會將高精地圖分為:Road Model, Localization Model 和 Lane Model 這三層。雖然叫法不一，但大體上都是認(rèn)為：Road Model用于導(dǎo)航規(guī)劃；Localization Model用于在地圖中定位車輛；Lane Model用于感知和考慮當(dāng)前道路和交通狀況的路線規(guī)劃。

車道級路網(wǎng)圖層

車道級路網(wǎng)圖層（Road Model）， 需要為自動駕駛汽車提供準(zhǔn)確的道路信息，因此要對路網(wǎng)精確的三維表征（厘米級精度）進(jìn)行描述，比如路面的幾何結(jié)構(gòu)、道路標(biāo)示線的顏色與形狀、每個車道的（坡度、曲率、航向、高程等）數(shù)據(jù)屬性，甚至還要將道路隔離帶（及材質(zhì)）等信息及其所在位置進(jìn)行詳盡描述。

此外，在采集道路周邊環(huán)境時，所生成的點(diǎn)云數(shù)據(jù)中包含了極為豐富的地理空間信息，如道路標(biāo)識牌、路燈、安全島、綠化帶、里程樁、桿狀物路燈、攝像頭、交通護(hù)欄等特征點(diǎn)線，以及相關(guān)屬性信息（等級、材質(zhì)、類型、寬度等）。在制作高精度地圖時，這些要素信息通過點(diǎn)云的提取，既方便又能達(dá)到較高的空間幾何精度。

車道級路網(wǎng)數(shù)據(jù)，根據(jù)采集的特征點(diǎn)線，以及相應(yīng)的屬性信息，在 ArcGIS 軟件中，經(jīng)過符號化處理、圖面整飾、暈渲后即可形成色彩協(xié)調(diào)、圖面美觀的顯示地圖。

定位層

定位層（Localisation Model）主要用于輔助自動駕駛車輛定位。

關(guān)于定位層，高精地圖包含的元素取決于無人駕駛車輛本身采用了什么樣的傳感器。其次，定位層還與應(yīng)用場景緊密相關(guān)，比如在無人礦區(qū)或地下停車場所自動駕駛時所需要的高精地圖信息要素也不一樣。

目前自動駕駛汽車在“定位”方面的解決方案差異性較大，有太多不同的傳感器包括攝像頭、激光雷達(dá)組合方案，目前定位技術(shù)主要集中在Feature Based和Dense Information Based這兩種方法上，高精度地圖制圖也主要圍繞這兩種方式。

因此在未來，圖商有可能會根據(jù)不同的場景、不同的傳感器生成不同的高精地圖。

動態(tài)層

動態(tài)層（Lane Model），主要用于自動駕駛汽車感知和考慮當(dāng)前道路和交通狀況的路線規(guī)劃，但只有當(dāng)車輛在地圖中準(zhǔn)確定位時，動態(tài)地圖層（Lane Model）才能輔助車輛進(jìn)行環(huán)境感知。

目前也有些圖商基于項(xiàng)目的研發(fā)，主張動態(tài)層信息要素需要具備如下要求：

Highly accurate geometry model；

Lane attributes ；

Traffic Regulations，Road Furniture And Parking；

Lane connectivity；

動態(tài)交通信息示例圖

實(shí)際上，現(xiàn)階段大家對于高精度地圖動態(tài)層需要哪些信息要素也還沒有定論，仍處于探討研究的階段。

因此對于“高精度地圖到底需要采集哪些要素”這個問題的答案其實(shí)是開放性的。