前言：高精地圖的發(fā)展與自動(dòng)駕駛汽車緊密相關(guān)，自從自動(dòng)駕駛汽車開始上路公開測試以來，高精地圖產(chǎn)業(yè)就應(yīng)勢而生并飛速發(fā)展。相對(duì)于以往的導(dǎo)航地圖，高精地圖是專為自動(dòng)駕駛而生的，其服務(wù)的對(duì)象并非人類駕駛員，而是自動(dòng)駕駛汽車。對(duì)于L3級(jí)別以上的自動(dòng)駕駛汽車而言，高精地圖是必備選項(xiàng)。
一方面，高精地圖是為自動(dòng)駕駛汽車規(guī)劃道路行徑的重要基礎(chǔ)，能夠?yàn)檐囕v提供定位、決策、交通動(dòng)態(tài)信息等依據(jù)。另一方面，在自動(dòng)駕駛汽車傳感器出現(xiàn)故障或者周圍環(huán)境較為惡劣時(shí)，高精地圖也能確保車輛的基本行駛安全。
如今，政府、行業(yè)協(xié)會(huì)、高校、圖商、車企等各方均認(rèn)識(shí)到高精地圖和高精定位對(duì)于自動(dòng)駕駛的好處。但是中國高精地圖的政策，法規(guī)，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)面臨什么瓶頸，需要怎么解決和規(guī)劃，仍未有一個(gè)系統(tǒng)和完整的解答。
一、國際高精度地圖產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
1、概述
發(fā)達(dá)國家從20世紀(jì)70年代就開始進(jìn)行自動(dòng)駕駛汽車研究，在可行性和實(shí)用性方面，美國和德國走在前列。早在20世紀(jì)80年代，美國就提出了自主地面車輛(ALV)計(jì)劃。在自動(dòng)駕駛汽車研究位于世界前列的德國漢堡Ibeo公司，推出了可以在復(fù)雜的城市道路系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)無人駕駛的汽車，借助于隱藏在前燈和尾燈附近的激光掃描儀觀察周圍183m內(nèi)的道路狀況，識(shí)別各種道路交通標(biāo)識(shí)，并實(shí)時(shí)構(gòu)建三維道路模型匹配先驗(yàn)的內(nèi)置地圖。
國內(nèi)外主要高精度地圖廠商發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行分析如下：
美國在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的研究處于世界領(lǐng)先地位，對(duì)于自動(dòng)駕駛所必須的高精度地圖，美國自動(dòng)駕駛相關(guān)企業(yè)很早就開始了布局與研發(fā)。其中的參與者除了有諸如Mapbox這樣的傳統(tǒng)導(dǎo)航地圖企業(yè)，還有Waymo、Uber、Mobileye等公司，福特也在參與自動(dòng)駕駛地圖的測繪與研發(fā)中。由于美國政策法規(guī)對(duì)自動(dòng)駕駛的包容與開放，美國也成為擁有自動(dòng)駕駛技術(shù)、高精度地圖初創(chuàng)企業(yè)最多的國家。
2013年，日本啟動(dòng)了名為SIP的項(xiàng)目，自動(dòng)駕駛是它的核心之一。為了將SIP成果(基礎(chǔ)地圖的數(shù)據(jù)格式，精度管理方式)產(chǎn)業(yè)化，設(shè)立了“Dynamic Map
Planning Co.， Ltd.”(以下稱DMP)公司。DMP成立代表日本動(dòng)態(tài)高精度地圖開始走向產(chǎn)業(yè)化。他們的目標(biāo)是在2020年，也就是東京奧運(yùn)會(huì)之前，實(shí)現(xiàn)日本高精度地圖的覆蓋。DMP公司2016年6月成立， DMP公司2016年12月開始提供高速公路樣本數(shù)據(jù)(約500Km); 2018年1月開始提供部分高速公路數(shù)據(jù)(約14，000Km/半程);預(yù)計(jì)2019年3月開始提供高速公路數(shù)據(jù)(約30，000Km/全程)。
2、Waymo
Waymo是谷歌旗下自動(dòng)駕駛公司，目前具有全球最先進(jìn)的自動(dòng)駕駛技術(shù)。Waymo在2009年開始為自動(dòng)駕駛創(chuàng)建地圖，目前以滿足美國多個(gè)城市的L4級(jí)別自動(dòng)駕駛。
Waymo的高精度地圖由谷歌地圖發(fā)展而來，有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)與技術(shù)背景，目前其制作的高精度地圖僅用于自己的自動(dòng)駕駛，并不作為商業(yè)化產(chǎn)品。其采集地圖的手段為激光雷達(dá)加組合導(dǎo)航定位系統(tǒng)，并擁有一支龐大的測繪車隊(duì)一起集中創(chuàng)建高精度地圖。
3、Carmera
Carmera是一家要在車輛上安攝像頭的公司。而在地圖數(shù)據(jù)的采集形式上，Carmera也引入了眾包模式，發(fā)動(dòng)第三方來幫助繪制高精地圖。不過與lvl5不同，他們的合作對(duì)象不是打車平臺(tái)的司機(jī)，而是各物流公司的物流車。Carmera通過在各物流車上安裝其傳感器套件，采集高精地圖。同時(shí)基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的挖掘，為物流車隊(duì)提供安全以及能效方面的建議作為“回報(bào)”。不過在商業(yè)模式上，Carmera認(rèn)為其采集的數(shù)據(jù)不僅可為自動(dòng)駕駛所用，還可以輔助工程測量，以及實(shí)時(shí)分析區(qū)域內(nèi)的人、車流量，為城市規(guī)劃提供依據(jù)。
4、Mobileye
Mobileye 是以色列一家生產(chǎn)協(xié)助駕駛員在駕駛過程中保障乘客安全和減少交通事故的視覺系統(tǒng)的公司。已投身研發(fā) 12 年并收獲了前所未有的技術(shù)知識(shí)。公司在單目視覺高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS) 的開發(fā)方面走在世界前列，提供芯片搭載系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)視覺算法運(yùn)行客戶端功能。2017年3月13日，英特爾正式宣布收購Mobileye。
Mobileye本身不涉及高精度地圖的制作，但Mobileye的每一個(gè)攝像頭都可以采集到前面的路況。例如，攝像頭可以把路面中的車道線或者是限速塊的距離可以定位出來，把每一個(gè)圖像解析成數(shù)據(jù)，再把數(shù)據(jù)打包成數(shù)據(jù)包進(jìn)行上傳，并且在圖商的底圖上進(jìn)行實(shí)時(shí)的疊加。通過Mobileye和大眾、日產(chǎn)以及通用的合作，會(huì)有越來越多的車搭載Mobileye的攝像頭。通過圖像+智能+網(wǎng)聯(lián)的結(jié)合方案，可以做到10cm級(jí)的高精度。
5、Civil Maps
Civil Maps成立于2014年，位于美國加州。2018年5月與AWare背后的軟件技術(shù)公司Renovo合作，使高度自動(dòng)化汽車制造商和技術(shù)提供商可無縫接入Civil Maps的車輛認(rèn)知堆棧。Civil Maps主要路線為開發(fā)高精度地圖與定位解決方案，通過提供給車廠軟件和硬件系統(tǒng)進(jìn)行車端數(shù)據(jù)收集、3D地圖繪制以及自車定位。
Civil Maps的測繪方式是與車廠合作，利用攝像頭或者雷達(dá)進(jìn)行眾包采集。其軟件可將客戶端收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將有效數(shù)據(jù)上傳到云平臺(tái)，依靠強(qiáng)大的人工智能技術(shù)，它能高效的從龐大的點(diǎn)云數(shù)據(jù)中提取有用要素，將1T大小的點(diǎn)云圖壓縮至8MB，極大提高了傳輸與存儲(chǔ)效率。
6、DeepMap
高精度地圖初創(chuàng)公司DeepMap與2016年成立于美國，其創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)有著谷歌地圖、谷歌地球、蘋果地圖、百度無人車等強(qiáng)大背景。DeepMap的技術(shù)路線是提供高精度地圖完整的解決方案，包括地圖的構(gòu)建、更新、維護(hù)和云端服務(wù)，同時(shí)也提供高精度定位、仿真等服務(wù)。DeepMap的地圖和定位模塊已應(yīng)用到多種車型和車隊(duì)中，進(jìn)行自動(dòng)駕駛訓(xùn)練。在各種復(fù)雜路況、天氣條件與駕駛速度下均展現(xiàn)了良好的性能。它獲得了諸如博世風(fēng)投、英偉達(dá)、高盛等大型企業(yè)與資本的投資，在2018年7月，獲得了來中國的阿里巴巴、滴滴與北汽約6000萬美元投資，DeepMap在中國的發(fā)展布局愈發(fā)明顯。
DeepMap的收集地圖數(shù)據(jù)的主要方式是利用激光雷達(dá)與組合導(dǎo)航定位系統(tǒng)的多傳感器融合方案，以眾包的模式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。其開發(fā)的軟件可以將眾包車輛傳感器收集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成詳細(xì)的地圖。DeepMap提供可嵌入車輛的軟件，解決定位、數(shù)據(jù)更新、路線規(guī)劃和數(shù)據(jù)收集等問題，可以高效處理大規(guī)模數(shù)據(jù)。其高精度地圖有著三維厘米級(jí)的道路信息，且可以提供實(shí)時(shí)的道路動(dòng)態(tài)信息。
7、Lvl5
Lvl5由前特斯拉工程師創(chuàng)辦，主要為自動(dòng)駕駛車輛提供高精度地圖，以極低的傳感器成本——手機(jī)攝像頭加上App來眾包生產(chǎn)地圖。這家公司開發(fā)了一款名為Payver的IOS應(yīng)用， Payver上傳的是行駛視頻、GPS以及加速計(jì)信息，只要同一路段有多個(gè)用戶行駛過后，就能制作高精度地圖。
現(xiàn)在Lvl5已經(jīng)能生成擁有交通標(biāo)志、交通燈和車道線等特征的高精度地圖。雖然不用激光雷達(dá)會(huì)面臨特別的挑戰(zhàn)，比如使用消費(fèi)級(jí)硬件會(huì)讓定位精度受到影響，而且整個(gè)過程很耗時(shí)，需要不少的加工處理。但Lvl5通過多輛車收集到的信息，用自己獨(dú)特的方式克服了這一困難。而錄制的視頻在經(jīng)過Lvl5后臺(tái)處理后，能生成自動(dòng)駕駛所需的高精度地圖。
Lvl5已經(jīng)覆蓋了美國超過90%的高速公路，而到逐步在覆蓋大部分的普通道路。這一地圖范圍比任何其它公司高出好幾個(gè)數(shù)量級(jí)。
8、Here
Here前身為美國地圖公司NAVTEQ，2008年被諾基亞收購并入自己的Here地圖部門。2015年4月，諾基亞宣布剝離Here部門。最終奔馳、寶馬、奧迪臨時(shí)組成的聯(lián)合體全資收購Here。與博世、大陸、先鋒合作，使用他們的車載傳感器(激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、攝像頭等)來實(shí)時(shí)更新地圖。
Here的自動(dòng)駕駛地圖是傳統(tǒng)導(dǎo)航地圖的延伸。地圖精度至少要達(dá)到亞米級(jí)，信息也更加豐富。道路基礎(chǔ)信息(車道線、道路中心線等)、特征物(紅綠燈、標(biāo)志牌等)以及動(dòng)態(tài)信息層(實(shí)時(shí)交通路況、天氣等)分別由不同的圖層，可以根據(jù)主機(jī)廠需要做個(gè)性化疊加。
2018年5月，Here，四維圖新，Increment P (IPC)/Pioneer，SK Telecom宣布共同成立OneMap聯(lián)盟，旨在制定全球地圖標(biāo)準(zhǔn)。從2020年開始向行業(yè)提供統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的高精度地圖產(chǎn)品與服務(wù)，為全球OEM自動(dòng)駕駛方案的落地提供支撐。
9、TomTom
TomTom 是一家主營業(yè)務(wù)為地圖、導(dǎo)航和GPS設(shè)備的荷蘭公司，總部位于阿姆斯特丹。TomTom是全球少數(shù)擁有數(shù)字地圖資產(chǎn)的公司之一，TomTom是Facebook、蘋果等公司地圖業(yè)務(wù)最重要的數(shù)據(jù)提供商。
TomTom的核心業(yè)務(wù)是在靜態(tài)地圖方面有著多年的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，但這類地圖產(chǎn)品是嵌入到車輛的導(dǎo)航裝置當(dāng)中的，近年來的需求量正在迅速下滑。為了轉(zhuǎn)型，TomTom已經(jīng)開始將重點(diǎn)放在對(duì)無人駕駛所需要的高精地圖進(jìn)行投資上。
2017年7月，TomTom宣布與百度達(dá)成合作協(xié)議，共同研發(fā)用于自動(dòng)駕駛技術(shù)的高精地圖。
二、中國高精度地圖產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
高精度地圖作為汽車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的重要組成部分，相較于傳統(tǒng)的導(dǎo)航電子地圖更專注于自動(dòng)駕駛場景，讓自動(dòng)駕駛車輛人性化的理解不斷變化的道路現(xiàn)實(shí)環(huán)境，通過云端實(shí)時(shí)更新的高精度動(dòng)態(tài)地圖數(shù)據(jù)，在自動(dòng)駕駛車感知、定位、決策、規(guī)劃等環(huán)節(jié)起到重要作用，是自動(dòng)駕駛解決方案不可或缺的一環(huán)。
與美國不同，我國高精地圖的門檻非常高，首先是因?yàn)槲覈膰闆Q定。地理數(shù)據(jù)涉及國家安全，需要甲級(jí)測繪資質(zhì)。其次，高精地圖涉及的外采和內(nèi)業(yè)，都有非常高的技術(shù)含量。尤其是采集數(shù)據(jù)處理方面，需要利用深度學(xué)習(xí)、自動(dòng)化提取。另外，數(shù)據(jù)采集和處理以及地圖的生產(chǎn)，都需要耗費(fèi)巨大的資金，動(dòng)輒數(shù)億甚至數(shù)十億元的投入。
截止2019年5月，中國有19家企業(yè)獲得導(dǎo)航電子地圖制作甲級(jí)測繪資質(zhì)。分別是百度、長地萬方、四維圖新、高德、凱立德、易圖通、城際高科、國家基礎(chǔ)地理信息中心、科菱航睿、光庭信息、浙江省第一測繪院、江蘇省基礎(chǔ)地理信息中心、靈圖、立德空間信息、滴圖科技、中海庭、初速度、寬凳科技、江蘇晶眾、江蘇智途。
1、高精度地圖采集狀況
國內(nèi)對(duì)于高精度地圖應(yīng)用與采集的研究集中在傳統(tǒng)圖商與高校。我國高精度地圖總體已經(jīng)完成高速道路的全部覆蓋，開始場景驗(yàn)證，以及商業(yè)化應(yīng)用階段。但國內(nèi)的地圖行業(yè)呈現(xiàn)三足鼎立的狀況，長地萬方(是百度旗下的子公司)、高德(是阿里巴巴旗下的子公司)、四維圖新(騰訊是第二大股東)，其背后是互聯(lián)網(wǎng)巨頭對(duì)地圖入口的爭奪。
國內(nèi)主流圖商采集設(shè)備通過自制或購買成熟設(shè)備自采并上傳制作高精地圖，自動(dòng)駕駛地圖格式尚未統(tǒng)一，暫未建立合作采集平臺(tái)。主流圖商采集進(jìn)展目前基本相當(dāng)，基本完成30萬公里高速路采集，預(yù)計(jì)2020年左右完成城市道路采集。初創(chuàng)公司以眾包制圖為主。具體如下表：
眾包制圖對(duì)于動(dòng)態(tài)地圖信息(比如道路是否擁堵、是否有交通事故、交通管制情況、天氣情況等)的實(shí)時(shí)更新相比專業(yè)采集模式有極大的優(yōu)勢。一方面，高精地圖采集生產(chǎn)成本高，初創(chuàng)公司難以承受。自動(dòng)駕駛所需要的高精地圖，需要極高的專業(yè)設(shè)備和專業(yè)采集能力，這也意味著極高的投入和成本。另一方面，高精地圖采集資質(zhì)門檻高，初創(chuàng)公司沒有資質(zhì)。地圖公司要想在國內(nèi)進(jìn)行高精地圖的采集制作，必須擁有“導(dǎo)航電子地圖資質(zhì)”甲級(jí)測繪資質(zhì)。
2、高精地圖企業(yè)簡介
1)長地萬方
百度地圖已經(jīng)完成30萬公里的高速公路和部分城市道路測繪，相對(duì)精度達(dá)到10-20厘米。這些收集到的道路數(shù)據(jù)通過人工智能自動(dòng)識(shí)別，并由人工驗(yàn)證信息后再上傳至云端，目前百度自動(dòng)駕駛地圖數(shù)據(jù)自動(dòng)化處理程度達(dá)到90%以上。
百度也利用Learning-Map平臺(tái)以眾包模式收集更新道路數(shù)據(jù)，只要安裝了百度地圖和傳感器，車內(nèi)手機(jī)、后裝硬件和車端傳感器采集到的環(huán)境數(shù)據(jù)，都會(huì)發(fā)送到該平臺(tái)。
百度現(xiàn)已和福田、一汽、比亞迪、大眾等諸多車企達(dá)成合作，共同研發(fā)自動(dòng)駕駛地圖。人們很快就能看到百度自動(dòng)駕駛地圖出現(xiàn)在江淮明年下半年推出自動(dòng)駕駛量產(chǎn)車型上，未來也將應(yīng)用在寶馬、大眾汽車上。近期，百度和博世集團(tuán)、TomTom等相關(guān)產(chǎn)業(yè)巨頭打造起一個(gè)“AIbased Map”，融匯基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、出行方式、智慧交通等信息，共同構(gòu)建起“地圖大腦”。
2)四維圖新
2013年，四維圖新開始了在自動(dòng)駕駛地圖領(lǐng)域的技術(shù)研究和探索。2015年成立智能地圖事業(yè)部，正式開啟面向Level3及以上自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的自動(dòng)駕駛地圖產(chǎn)品化研發(fā)與商業(yè)化落地工作。如今，四維圖新已經(jīng)掌握了從數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)化制圖到眾包更新以及快速迭代的自動(dòng)駕駛地圖完整產(chǎn)品能力解決方案。
目前，四維圖新已于2019年初與寶馬簽署自動(dòng)駕駛地圖及相關(guān)服務(wù)許可協(xié)議，將為寶馬集團(tuán)所屬品牌在中國2021 年至2024 年量產(chǎn)上市的新平臺(tái)提供面向 L3 及以上自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的自動(dòng)駕駛地圖產(chǎn)品及服務(wù)。
3)高德地圖
高德地圖在2014年被阿里巴巴收購，并于同年開始自動(dòng)駕駛地圖研發(fā)。2016年10月高德宣布在自動(dòng)駕駛汽車開發(fā)測試期間，將免費(fèi)向汽車行業(yè)的合作伙伴提供自動(dòng)駕駛地圖數(shù)據(jù)。2017年8月，高德與千尋位置合作研發(fā)自動(dòng)駕駛地圖+高精度定位。
目前高德已經(jīng)完成了超過32萬公里的自動(dòng)駕駛高精地圖采集。高德專門用于HAD級(jí)別自動(dòng)駕駛地圖的采集車主要通過2個(gè)激光雷達(dá)和4個(gè)攝像頭采集道路信息，精度可達(dá)10厘米。高德和精準(zhǔn)位置服務(wù)商千尋位置合作，提供“自動(dòng)駕駛地圖+高精度定位”綜合解決方案。目前雙方在車道級(jí)定位上的解決方案可以實(shí)現(xiàn)普通道路條件下橫向誤差和縱向誤差在7cm以內(nèi)，高速/城市環(huán)路條件下橫向誤差6cm，縱向誤差5cm以內(nèi)。
高德先后和博世、英偉達(dá)、凱迪拉克合作研發(fā)自動(dòng)駕駛地圖中定位圖層和數(shù)據(jù)更新方案。其自動(dòng)駕駛高精地圖已經(jīng)應(yīng)用在凱迪拉克的SuperCruise系統(tǒng)上。
4)滴圖科技
滴圖(北京)科技有限公司成立于2016年02月，是北京小桔科技有限公司的全資子公司，后者就是我們常說的“滴滴出行”。不同于BAT收購現(xiàn)成的測繪公司。
2017年11月，滴圖科技獲得了導(dǎo)航電子地圖制作的甲級(jí)測繪資質(zhì)。龐大的快車、專車、出租車隊(duì)伍對(duì)于滴滴來說是一筆財(cái)富，公司可以通過眾包模式，利用滴滴運(yùn)營車輛收集各地道路信息，數(shù)據(jù)量也是不可想象的。眾包車輛的配置會(huì)決定回傳哪些數(shù)據(jù)，決定更新哪些地圖要素，未來滴滴就有能力參與到定義車輛的環(huán)節(jié)中去，利用自動(dòng)駕駛功能和地圖測繪結(jié)合，實(shí)現(xiàn)最終的理想更新模式。
5)立得空間
立得空間信息技術(shù)股份有限公司(簡稱立得空間)成立于1999年9月，是由武漢大學(xué)、兩院院士李德仁、國內(nèi)知名科技投資公司等共同組建的高科技企業(yè)，立得空間的主營業(yè)務(wù)由移動(dòng)測量、智慧城市大數(shù)據(jù)及行業(yè)應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)地圖三大板塊鼎足而成。立得空間是中國移動(dòng)測量系統(tǒng)(MMS：Mobile Mapping System)的發(fā)明人，致力于運(yùn)用“天-空-地”移動(dòng)測量技術(shù)推動(dòng)測繪產(chǎn)業(yè)變革，促進(jìn)地理空間大數(shù)據(jù)的快速獲取與利用。
6)初速度
北京初速度科技有限公司(Momenta)成立于2016年，致力于“打造自動(dòng)駕駛大腦”，其核心技術(shù)是基于深度學(xué)習(xí)的環(huán)境感知、高精度地圖、駕駛決策算法，致力于建設(shè)以機(jī)器視覺為主的自動(dòng)駕駛導(dǎo)航地圖的完整技術(shù)方案，大幅提升高精地圖的建圖效率，降低建圖成本，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的高精度定位和導(dǎo)航。產(chǎn)品包括不同級(jí)別的自動(dòng)駕駛方案，以及衍生出的大數(shù)據(jù)服務(wù)。
Momenta高精地圖主要通過提取眾包車輛拍攝的2D圖像語義點(diǎn)(車道標(biāo)線、標(biāo)牌等地標(biāo)點(diǎn))，鑒于多張圖像存在視差，Momenta利用點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，融合來自GPS和IMU的數(shù)據(jù)，可創(chuàng)建更高精度的地圖，即可重建道路、交通標(biāo)志及周圍環(huán)境的3D位置。其成本據(jù)說可到使用激光雷達(dá)方案的1/10甚至1/100。
7)寬凳科技
寬凳(北京)科技有限公司成立于2016年03月，致力于通過智能眾包高精度地圖商業(yè)模式推動(dòng)自動(dòng)駕駛的廣泛應(yīng)用。核心技術(shù)包括深度學(xué)習(xí)、圖像識(shí)別、三維視覺、智能機(jī)器人、地圖構(gòu)建以及基于此的大數(shù)據(jù)云服務(wù)。
在地圖采集上，傳統(tǒng)地圖企業(yè)多采用激光雷達(dá)的方案，寬凳科技則更重視視覺方案，其地圖采集設(shè)備并沒有裝備激光雷達(dá)。
隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)和高精地圖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，市場空間加大，勢必會(huì)有更多的企業(yè)爭取獲得甲級(jí)測繪資質(zhì)并進(jìn)入自動(dòng)駕駛用高精地圖產(chǎn)業(yè)。
8)DeepMotion
DeepMotion目前未獲得甲級(jí)測繪資質(zhì)，成立于2017年7月，為無人駕駛汽車提供基于多傳感器融合的3D環(huán)境感知、高精定位、以及高精地圖構(gòu)建的解決方案。以高精地圖為核心，強(qiáng)調(diào)三維視覺與深度學(xué)習(xí)的結(jié)合、以及解決方案的可部署與可量產(chǎn)化。產(chǎn)品將包括硬件設(shè)備、軟件算法以及相關(guān)的數(shù)據(jù)服務(wù)，并且注重針對(duì)中國交通道路環(huán)境特點(diǎn)的適配與優(yōu)化。目前DeepMotion已經(jīng)能達(dá)到前后30-40cm、左右10-20cm的定位精度。
3、面臨的挑戰(zhàn)
近幾年，國內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)等開始了對(duì)高精度地圖進(jìn)行了大量研究，并準(zhǔn)備商業(yè)化應(yīng)用。國內(nèi)外已經(jīng)對(duì)高精度地圖的使用方法進(jìn)行了框架性的設(shè)計(jì)。
但現(xiàn)階段高精地圖還存在以下問題：
1)絕大多數(shù)高精度地圖數(shù)據(jù)采集更新慢、采集成本較高等問題。
2)高精度地圖中不僅僅需要傳感器采集的精確數(shù)據(jù)，還需要標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)地圖格式。目前，針對(duì)高精度地圖主流的地圖數(shù)據(jù)格式有OpenDRIVE和Navigation Data Standard(簡稱，NDS)等。OpenDRIVE主要面向交通與駕駛仿真，將車道、道路、信號(hào)燈以及路面屬性均標(biāo)準(zhǔn)化;NDS則由汽車制造商和供應(yīng)商共同開發(fā)，旨在面向無人駕駛導(dǎo)航應(yīng)用，采用模塊化的分層結(jié)構(gòu)，目前已經(jīng)有超過60家企業(yè)、供應(yīng)商和高校機(jī)構(gòu)加入該標(biāo)準(zhǔn)，包括百度、高德、Here、TomTom等。但是上述主流的地圖標(biāo)準(zhǔn)中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式均是基于歐洲道路設(shè)計(jì)，難以完全覆蓋國內(nèi)復(fù)雜多變的交通環(huán)境以及道路特征及交通規(guī)制。
3)目前國內(nèi)研究高精度地圖的企業(yè)、機(jī)構(gòu)很多，陸續(xù)發(fā)布高精度地圖相關(guān)調(diào)研報(bào)告，但并未形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。
三、智能網(wǎng)聯(lián)汽車定位技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
1、國際主流衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)
全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)是能在地球表面或近地空間的任何地點(diǎn)為用戶提供全天候的3維坐標(biāo)和速度以及時(shí)間信息的空基無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)。目前全球GNSS市場基本形成“1+3”格局，即美國的GPS、俄羅斯的格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GLONASS)、歐洲的伽利略系統(tǒng)(GALILEO)和中國的北斗系統(tǒng)(BDS)。
GNSS定位過程中，其廣播訊號(hào)受到許多因素的影響，如大氣層折射、衛(wèi)星軌道位置偏差及時(shí)鐘誤差等等，而會(huì)使其定位精確度受到影響。目前使用GPS廣播的P碼(PPS：Precise Positioning Service)，由于精確度較高，因此受到嚴(yán)格限制，只有美國軍方及特殊授權(quán)者才能使用。C/A碼的使用則沒有限制(SPS：Standard
Positioning Service)，但其精確度較低，若 SA(Selective Availability)也被開啟后，則誤差會(huì)更加劇，因此對(duì)需要較高精確度的實(shí)時(shí)定位而言，便需要一套使用C/A碼，但卻可以大幅提高精確度的系統(tǒng)。
除了上述4大全球系統(tǒng)外，還包括區(qū)域系統(tǒng)和增強(qiáng)系統(tǒng)，其中區(qū)域系統(tǒng)有日本的QZSS和印度的IRNSS，增強(qiáng)系統(tǒng)有美國的WAAS、日本的MSAS、歐盟的EGNOS、印度的GAGAN以及尼日尼亞的NIG-GOMSAT-1等。
2、中國高精度定位技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
中國高精度衛(wèi)星導(dǎo)航定位應(yīng)用始于上世紀(jì)末，外資企業(yè)攜其成熟的高精度GPS產(chǎn)品與方案向中國市場推廣。高精度衛(wèi)星導(dǎo)航定位產(chǎn)品主要應(yīng)用于工程測量、測繪工程、地理信息、災(zāi)害監(jiān)測、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)應(yīng)用、氣象預(yù)測、飛行器控制等專業(yè)領(lǐng)域。通過引進(jìn)國外技術(shù)和自主研發(fā)，國產(chǎn)廠商已經(jīng)具備自主創(chuàng)新，產(chǎn)品升級(jí)換代的能力。經(jīng)過10多年的發(fā)展，我國高精定位行業(yè)已經(jīng)主導(dǎo)了國內(nèi)市場，并積極參與國際市場的競爭。
按照規(guī)劃，北斗系統(tǒng)正在按從國內(nèi)覆蓋、到亞太區(qū)域覆蓋、再到全球覆蓋“三步走”的規(guī)劃穩(wěn)步推進(jìn)。預(yù)計(jì)到2018年底前后面向一帶一路沿線國家和地區(qū)提供基本服務(wù)，到2020年將實(shí)現(xiàn)35顆北斗衛(wèi)星全球組網(wǎng)，具備服務(wù)全球的能力。2014年9月，我國北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)正式啟動(dòng)研制建設(shè)。截至目前，我國已初步建成由超過2200個(gè)增強(qiáng)站組成的北斗地基增強(qiáng)“全國一張網(wǎng)”，可在全國范圍內(nèi)提供實(shí)時(shí)米級(jí)、亞米級(jí)精準(zhǔn)定位服務(wù)，在中東部17個(gè)省市提供實(shí)時(shí)厘米級(jí)和后處理毫米級(jí)高精度服務(wù)。
目前在國內(nèi)用的最多的是GPS+北斗+GLONASS三套衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。通過接收多個(gè)導(dǎo)航體系的衛(wèi)星以及多個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航體系下的不同頻段來做聯(lián)合結(jié)算，使得定位精度更高、性能更穩(wěn)定。這樣三套系統(tǒng)的匹配運(yùn)行能很好地解決定位問題。
如下是汽車廠商對(duì)于高精度地圖與定位的需求：
按照《關(guān)于導(dǎo)航電子地圖管理有關(guān)規(guī)定的通知》、《關(guān)于加強(qiáng)自動(dòng)駕駛地圖生產(chǎn)測試與應(yīng)用管理的通知》規(guī)定，高精度定位數(shù)據(jù)使用之前需要對(duì)數(shù)據(jù)坐標(biāo)做加密偏轉(zhuǎn)處理，加密偏轉(zhuǎn)處理對(duì)自動(dòng)駕駛高精度定位的影響還在測試和探索中。
2017年11月09日，在中國衛(wèi)星導(dǎo)航定位協(xié)會(huì)主辦的“高精度地圖座談會(huì)”，全國13家圖商與測繪局共同參加，國家局領(lǐng)導(dǎo)針對(duì)新版偏轉(zhuǎn)插件做了以下幾個(gè)方面的介紹：
① 新版偏轉(zhuǎn)插件能夠滿足現(xiàn)階段自動(dòng)駕駛需求。
② 新版偏轉(zhuǎn)插件可以保證偏轉(zhuǎn)后的信號(hào)與加密后的地圖匹配精度在中誤差±10cm范圍之內(nèi)，最大誤差不明確。
③ 新版偏轉(zhuǎn)插件在明確審圖標(biāo)準(zhǔn)后可投放市場使用。
由于自動(dòng)駕駛控制系統(tǒng)的復(fù)雜性，以及對(duì)安全極高的要求，定位模塊 ASIL等級(jí)的降低將給車輛行駛安全、可靠性帶來隱患。通過「改善偏移算法，使高精地圖的相對(duì)精度滿足自動(dòng)駕駛規(guī)范」這一解決方案，雖然有可能滿足自動(dòng)駕駛技術(shù)規(guī)范的要求，但是不符合功能安全技術(shù)要求的偏移插件仍存在，使安全的可靠性要求無法滿足。ASIL變化后對(duì)應(yīng)失效率對(duì)比：HIGH RISK。
3、自動(dòng)駕駛的高精度定位技術(shù)
行駛安全是車輛駕駛的底限，高可用的定位能力是L3+級(jí)別自動(dòng)駕駛安全行駛的前提。定位的高可用性包含定位結(jié)果的精準(zhǔn)性、定位頻率的實(shí)時(shí)性、定位架構(gòu)的穩(wěn)定性、定位場景的包容性等。
L3以下的輔助駕駛需要駕駛員在駕駛過程中全程參與，采用"人+算法局部定位"和"算法全局定位"相結(jié)合的策略。由于算法只是駕駛輔助，人作為系統(tǒng)安全的最后一道防線，所以對(duì)于局部定位和全局定位的可用性要求較高，在算法部分不可用，甚至完全不可用的極端場景，也能夠基本保證駕駛行為的安全。
L3級(jí)別的自動(dòng)駕駛中，人的參與程度降低，由自動(dòng)駕駛系統(tǒng)替代原本由駕駛員參與的環(huán)境觀察、駕駛決策等功能，對(duì)定位的可用性的要求升高。
L4/L5級(jí)別自動(dòng)駕駛要求定位系統(tǒng)在限定區(qū)域?qū)崿F(xiàn)全天候、全天時(shí)、穩(wěn)定可靠的定位能力，也就意味這自動(dòng)駕駛定位系統(tǒng)需要在衛(wèi)星信號(hào)丟失、無4G/WIFI網(wǎng)絡(luò)、雨雪天氣、道路環(huán)境巨大變化等的場景下，依然能夠高可靠的保證定位的精度。
高精地圖相當(dāng)于人類大腦記憶中的路線，也就是對(duì)大腦中物理空間的記憶，GNSS定位相當(dāng)于人類對(duì)空間位置和時(shí)空判斷的感知，通過二者結(jié)合從而知道去哪里、怎么去，目前自動(dòng)駕駛或者機(jī)器人也是往著這方向在發(fā)展。自動(dòng)駕駛系統(tǒng)廣泛采用的了基于GNSS的定位技術(shù)。
自動(dòng)駕駛中高精度定位技術(shù)大體上可以分為三類：基于信號(hào)的定位、基于航跡推算的定位、基于環(huán)境特征匹配的定位。
1)基于信號(hào)的定位技術(shù)
普通的多星(GPS、北斗、伽利略)定位精度大約能做到1-2米，不能滿足L3+級(jí)別無人駕駛厘米級(jí)定位的要求。為了達(dá)到更好的定位精度，目前自動(dòng)駕駛中普遍采用RTK的衛(wèi)星定位技術(shù)。RTK定位的優(yōu)點(diǎn)是全球可達(dá)、全天候全天時(shí)可用、定位精度高、使用簡便等，在空曠無遮擋的區(qū)域能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)車輛的厘米級(jí)定位。但是也存在一些問題，比如基站布設(shè)成本高，易受電磁環(huán)境干擾、易受環(huán)境遮擋、信號(hào)多徑效應(yīng)、4G/5G/WIFI網(wǎng)絡(luò)環(huán)境差的影響等，從而影響定位精度和定位系統(tǒng)的可用性。
2)基于航跡推算的定位技術(shù)
航跡推算(dead reckoning)通過測量運(yùn)動(dòng)主體移動(dòng)的距離和方位，與原位置疊加，從而推算出當(dāng)前位置的方法。在其位精度降低或不可用的情況下，例如當(dāng)車輛在無法接收GPS/GNSS信號(hào)的區(qū)域(隧道或地下通道)或發(fā)生非常強(qiáng)烈的多徑傳播(被高層玻璃覆蓋的建筑物環(huán)繞的區(qū)域)中移動(dòng)時(shí)，通過使用來自各種傳感器(陀螺儀傳感器，加速度計(jì)，速度脈沖等)的信息來計(jì)算當(dāng)前位置。
IMU(Inertial measurement unit， 慣性測量單元)是常用的航跡推算系統(tǒng)，優(yōu)勢在于沒有外部依賴，可以提供短時(shí)高精度的定位結(jié)果，缺點(diǎn)在于在連續(xù)的位置和方向的測量中誤差會(huì)不斷累積，導(dǎo)致位置和姿態(tài)的測量結(jié)果偏離實(shí)際位置，因而無法做長時(shí)間的高精度定位。航位推算解決方案廣泛應(yīng)用于汽車導(dǎo)航系統(tǒng)。
3)基于環(huán)境特征匹配的定位技術(shù)
環(huán)境特征匹配技術(shù)通過實(shí)時(shí)測量提取環(huán)境特征，并與預(yù)先采集的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，從而獲取確定自動(dòng)駕駛車輛的當(dāng)前位置。在實(shí)際的應(yīng)用中，環(huán)境特征的定位系統(tǒng)都需要其它定位系統(tǒng)輔助給出初始位置，從而實(shí)現(xiàn)在限定區(qū)域中匹配環(huán)境特征，達(dá)到降低計(jì)算量、減少特征測量值與預(yù)采集基準(zhǔn)數(shù)據(jù)之間可能發(fā)生的多重匹配，實(shí)現(xiàn)更優(yōu)的定位結(jié)果匹配的目的。
在自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中，常用的環(huán)境匹配的定位方案是基于激光點(diǎn)云匹配的定位方案和基于圖像匹配的定位方案。
四、智能網(wǎng)聯(lián)汽車對(duì)于高精地圖的技術(shù)需求
汽車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)包括環(huán)境感知與定位、智能規(guī)劃與決策、控制執(zhí)行三大核心模塊，先進(jìn)的自身位置評(píng)估和感知周邊環(huán)境是自動(dòng)駕駛汽車可上路行駛的基礎(chǔ)，包括高精地圖、通信、各類傳感器在內(nèi)的感知系統(tǒng)，在感知各種道路和復(fù)雜的道路交通環(huán)境中各自發(fā)揮不可或缺的作用。
高精地圖又是各類感知系統(tǒng)中尤為關(guān)鍵的一環(huán)。高精地圖可以不受各種氣候環(huán)境的影響為車輛縱向加減速和橫向轉(zhuǎn)向、變道等決策提供精確定位以及精準(zhǔn)車道預(yù)測，可避免因傳感器在沙塵暴、濃霧等極端氣候下發(fā)生誤判致使自動(dòng)駕駛系統(tǒng)失效誘發(fā)交通事故，保證自動(dòng)駕駛車輛在任何環(huán)境下的安全。高精地圖同時(shí)也可以提供動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)交通信息，可以為自動(dòng)駕駛車輛提前規(guī)劃行駛路徑，躲避擁堵和交通障礙提供支持。高精地圖的應(yīng)用可以極大的降低自動(dòng)駕駛車輛對(duì)于昂貴傳感器的依賴，有利于降低成本，更快的進(jìn)入批量產(chǎn)業(yè)化。
1、對(duì)于高精地圖需求
1)要素和精度要求
高精度地圖包括靜態(tài)地圖和動(dòng)態(tài)地圖兩部分。其中高精度靜態(tài)地圖主要包括道路線、車道邊線、車道中心線、車道節(jié)點(diǎn)、道路坡度/曲率/航向，道路設(shè)施等，主要用于自動(dòng)駕駛時(shí)基于車道導(dǎo)航、變道提醒等。高精度動(dòng)態(tài)地圖主要包括道路交通管制信息、實(shí)時(shí)交通信息、道路圍邊氣象服務(wù)信息、潮汐車道信息等，動(dòng)態(tài)信息具有實(shí)時(shí)性，動(dòng)態(tài)性、可變性，主要用于路徑規(guī)劃時(shí)參考信息。不同級(jí)別自動(dòng)駕駛對(duì)高精度地圖要素內(nèi)容要求不同。
相比一般普通導(dǎo)航地圖的精度是以米為單位，高精地圖可以做到厘米級(jí)別，其國內(nèi)主流圖商公布的采集精度能夠達(dá)到5-10cm。
由于自動(dòng)駕駛級(jí)別的不同，對(duì)于高精地圖的要素和精度的要求也不同。隨著地圖采集和定位精度等技術(shù)的進(jìn)步，高精地圖要素和精度的要求也會(huì)發(fā)生改變。
2)加密插件安全性需求
按照《關(guān)于加強(qiáng)自動(dòng)駕駛地圖生產(chǎn)測試與應(yīng)用管理的通知》，我國自動(dòng)駕駛地圖參照導(dǎo)航電子地圖法規(guī)進(jìn)行管理。而依據(jù)現(xiàn)行國家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)《導(dǎo)航電子地圖安全處理技術(shù)基本要求(GB 20263-2006)》，用于傳統(tǒng)車輛的導(dǎo)航電子地圖需進(jìn)行加密處理。同時(shí)，為補(bǔ)償?shù)貓D加密處理造成的坐標(biāo)系變化，使導(dǎo)航功能得到應(yīng)用，在車端引入了衛(wèi)星定位信號(hào)加密插件。
符合自動(dòng)駕駛需求的加密插件，在設(shè)計(jì)之初即應(yīng)考慮全面滿足精準(zhǔn)性、完整性、連續(xù)性和實(shí)時(shí)性等技術(shù)指標(biāo)。同時(shí)，作為自動(dòng)駕駛車輛安全相關(guān)組件，加密插件應(yīng)符合 GB/T 34590-2007 (ISO 26262:2011) 的功能安全相關(guān)要求。
2、高精度地圖測繪資質(zhì)問題
依據(jù)《中華人民共和國測繪法》的規(guī)定，沒有測繪資質(zhì)的汽車企業(yè)無法采集最基本的地理位置信息和道路標(biāo)線標(biāo)牌等。但自動(dòng)駕駛地圖要求地理位置和路況高時(shí)效性，如道路信息、車道信息、三維結(jié)構(gòu)物等信息更新要求<1個(gè)月(基礎(chǔ)地圖)，對(duì)交通管制、道路施工等信息更新要求<1小時(shí)(準(zhǔn)靜態(tài)地圖)。僅依靠地圖公司專業(yè)采集車無法實(shí)現(xiàn)全國范圍內(nèi)道路的及時(shí)更新，需要汽車企業(yè)在開發(fā)調(diào)試和大量車輛上路行駛過程中收集數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛地圖數(shù)據(jù)的及時(shí)更新，滿足功能測試和車輛自動(dòng)駕駛要求?，F(xiàn)有審圖模式無法滿足基礎(chǔ)地圖和準(zhǔn)靜態(tài)地圖更新周期要求，更無法滿足信息更新<1秒的要求(周邊車輛、行人信息信號(hào)信息等)，同時(shí)對(duì)于大量采用眾包模式的初創(chuàng)企業(yè)帶來極高的準(zhǔn)入門檻和極大的政策風(fēng)險(xiǎn)。
因?yàn)榈貓D勘測本就涉及國家機(jī)密，所以明令禁止外資企業(yè)開展地圖采集工作，即使是針對(duì)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)和信息服務(wù)業(yè)務(wù)也實(shí)施了嚴(yán)格的外資準(zhǔn)入制度。
3、眾包采集時(shí)數(shù)據(jù)傳輸需求
眾包模式作為采集和更新的一種手段，在高精地圖產(chǎn)業(yè)中占據(jù)很重要的地位。一方面，高精地圖采集生產(chǎn)成本高，初創(chuàng)公司難以承受。自動(dòng)駕駛所需要的高精地圖，需要極高的專業(yè)設(shè)備和專業(yè)采集能力，這也意味著極高的投入和成本。，另一方面，高精地圖采集資質(zhì)門檻高，初創(chuàng)公司沒有資質(zhì)。地圖公司要想在國內(nèi)進(jìn)行高精地圖的采集制作，必須擁有“導(dǎo)航電子地圖資質(zhì)”甲級(jí)測繪資質(zhì)。
眾包模式對(duì)于動(dòng)態(tài)地圖信息(比如道路是否擁堵、是否有交通事故、交通管制情況、天氣情況等)的實(shí)時(shí)更新相比專業(yè)采集模式有極大的優(yōu)勢。而對(duì)于眾包模式采集的數(shù)據(jù)和這些數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)化更是有強(qiáng)烈的需求。
4、對(duì)信息安全需求
高精地圖作為車輛超視距感知和決策的關(guān)鍵手段，在線升級(jí)和實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)交通信息更新的要求非常關(guān)鍵。而在車載軟硬件系統(tǒng)日益受到網(wǎng)絡(luò)黑客攻擊的情況下，信息安全的管理尤為重要。
地圖繪制階段需要考慮安全需求，測繪階段地理數(shù)據(jù)需要安全管理，不可經(jīng)過公網(wǎng)傳輸，否則危及國家安全;地圖數(shù)據(jù)上傳階段，需要在隔離網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)過安全的傳輸通道進(jìn)行上傳到云端，防止數(shù)據(jù)泄露;云端地圖數(shù)據(jù)需要加密存儲(chǔ)，對(duì)地圖數(shù)據(jù)的訪問需要進(jìn)行身份認(rèn)證和授權(quán)過程，防止越權(quán)訪問;高精地圖生產(chǎn)環(huán)節(jié)需增加訪問控制機(jī)制，保證網(wǎng)絡(luò)隔離，防止制圖階段數(shù)據(jù)外泄;審圖環(huán)節(jié)需要增加審圖偏轉(zhuǎn)，防止數(shù)據(jù)泄露。
隨著高精地圖對(duì)于自動(dòng)駕駛決策變得日益重要，高精地圖的信息安全也提到一個(gè)很高的需求層面。
5、在線升級(jí)需求
L3/L4/L5級(jí)別的自動(dòng)駕駛對(duì)于高精地圖的依賴非常強(qiáng)，但是高精地圖是對(duì)物理世界的數(shù)字三維化，物理世界時(shí)時(shí)刻刻都在發(fā)生著變化，如何應(yīng)對(duì)快速變化的道路環(huán)境在自動(dòng)駕駛時(shí)代是一個(gè)迫切需要解決的問題。
在基于環(huán)境匹配的定位中，如果道路環(huán)境變化，就可能會(huì)影響到匹配算法的準(zhǔn)確度，進(jìn)而出現(xiàn)定位偏移，影響自動(dòng)駕駛汽車對(duì)于周圍環(huán)境的判斷，最終影響到駕駛的安全性。
對(duì)于路徑規(guī)劃、行為預(yù)測、系統(tǒng)決策等也存在同樣的問題。自動(dòng)駕駛往往都是車道級(jí)的路徑規(guī)劃，如果實(shí)際道路環(huán)境中，車道數(shù)量、位置發(fā)生了變化，與實(shí)際環(huán)境不匹配的道路信息對(duì)各個(gè)功能模塊都會(huì)提供錯(cuò)誤的信息輸入，最終影響到駕駛系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。
所以在自動(dòng)駕駛的時(shí)代，能夠快速更新高精地圖數(shù)據(jù)OTA系統(tǒng)不可或缺。高精地圖的在線升級(jí)(OTA)技術(shù)要求也是亟需確定的.
6、自動(dòng)駕駛同步定位與地圖構(gòu)建(SLAM)
自動(dòng)駕駛同步定位與地圖構(gòu)建(Simultaneous Localization and mapping 簡稱SLAM)指在自動(dòng)駕駛的自身位置不確定的條件下，在完全未知的環(huán)境中創(chuàng)建地圖，同時(shí)利用地圖進(jìn)行自主定位和導(dǎo)航。汽車從未知環(huán)境的未知地點(diǎn)出發(fā)，在運(yùn)動(dòng)過程中通過重復(fù)觀測到的地圖特征(比如，道路、路口等)定位自身位置和姿態(tài)，再根據(jù)自身位置增量式的構(gòu)建地圖，從而達(dá)到同時(shí)定位和地圖構(gòu)建的目的。在定位的同時(shí)構(gòu)建地圖其基本原理是通過概率統(tǒng)計(jì)的方法，通過多特性匹配來達(dá)到定位和減少定位誤差的，并在定位的同時(shí)通過多傳感器獲得的信息構(gòu)建高精度地圖。
現(xiàn)有的采用64線激光雷達(dá)同步定位與地圖構(gòu)建技術(shù)對(duì)車輛進(jìn)行高精度定位與地圖構(gòu)建，但成本太高，難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化?，F(xiàn)有的視覺SLAM技術(shù)多應(yīng)用于室內(nèi)機(jī)器人導(dǎo)航，無法滿足車輛室外大場景視覺定位與地圖構(gòu)建的穩(wěn)定性和魯棒性要求。同時(shí)現(xiàn)有單車輛SLAM技術(shù)依賴于多傳感器融合方案，整體硬件成本較高，并且單車輛SLAM的地圖構(gòu)建效率較低，只能對(duì)可觀測的環(huán)境進(jìn)行SLAM，無法對(duì)未知環(huán)境進(jìn)行導(dǎo)航，降低了車輛定位與地圖構(gòu)建系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性
五、中國自動(dòng)駕駛地圖政策法規(guī)現(xiàn)狀
我國現(xiàn)行相關(guān)法律法規(guī)，涉及自動(dòng)駕駛地圖數(shù)據(jù)采集、要素表達(dá)、數(shù)據(jù)加密、數(shù)據(jù)更新、審圖、發(fā)布、成果保密等方面。國家出于安全的考慮，測繪政策對(duì)于高精地圖的生產(chǎn)，使用做了諸多規(guī)定。
我們從事自動(dòng)駕駛地圖產(chǎn)業(yè)需要遵守國家法律法規(guī)政策，同時(shí)需要滿足自動(dòng)駕駛對(duì)高精度地圖數(shù)據(jù)的要求，仍然需要嘗試做很多嘗試和努力。
1、高精地圖數(shù)據(jù)需加密的規(guī)定
現(xiàn)行國家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)《導(dǎo)航電子地圖安全處理技術(shù)基本要求(GB 20263-2006)》規(guī)定：導(dǎo)航電子地圖在公開出版、銷售、傳播、展示和使用前，必須由測繪行政主管部門指定的機(jī)構(gòu)采用國家規(guī)定的方法統(tǒng)一進(jìn)行空間位置技術(shù)處理。為補(bǔ)償?shù)貓D空間位置加密處理造成的坐標(biāo)系變化，使導(dǎo)航功能得到應(yīng)用，車端引入了衛(wèi)星定位信號(hào)加密插件。
《關(guān)于加強(qiáng)自動(dòng)駕駛地圖生產(chǎn)測試與應(yīng)用管理的通知》、《關(guān)于導(dǎo)航電子地圖管理有關(guān)規(guī)定的通知》中規(guī)定我國自動(dòng)駕駛地圖參照導(dǎo)航電子地圖法規(guī)進(jìn)行管理，需按規(guī)定加密。
2、地理要素限制表達(dá)的規(guī)定
按照國家《測繪管理工作國家秘密范圍管理規(guī)定》(2003年印發(fā))、導(dǎo)航電子地圖安全處理技術(shù)基本要求(GB 20263-2006)》(2006年印發(fā))、《關(guān)于導(dǎo)航電子地圖管理有關(guān)規(guī)定的通知》(2007年印發(fā))、《公開地圖內(nèi)容表示補(bǔ)充規(guī)定(試行)》(2009年印發(fā))、《基礎(chǔ)地理信息公開表示內(nèi)容的規(guī)定》(2010年印發(fā))等法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的要求，公開的導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)產(chǎn)品中，不得表達(dá)道路的最大縱坡、車行橋坡度、最大(小)曲率半徑、平面坐標(biāo)、高程等信息(國家正式公布的信息除外)。
3、高精地圖數(shù)據(jù)必須保密的規(guī)定
國家測繪地理信息局《關(guān)于加強(qiáng)自動(dòng)駕駛地圖生產(chǎn)測試與應(yīng)用管理的通知》規(guī)定：各單位、企業(yè)用于自動(dòng)駕駛技術(shù)試驗(yàn)、道路測試的地圖數(shù)據(jù)(包括在傳統(tǒng)導(dǎo)航電子地圖基礎(chǔ)上增添內(nèi)容、要素或精度提升的)，應(yīng)當(dāng)按照涉密測繪成果進(jìn)行管理，并采取有效措施確保數(shù)據(jù)安全，未經(jīng)省級(jí)以上測繪地理信息行政主管部門批準(zhǔn)，不得向外國的組織和個(gè)人以及在我國注冊的外商獨(dú)資和中外合資、合作企業(yè)提供、共享地圖數(shù)據(jù)，不得在相關(guān)技術(shù)試驗(yàn)或道路測試中允許超出范圍的人員接觸地圖數(shù)據(jù)。
4、測繪資質(zhì)限制規(guī)定
我國對(duì)從事測繪活動(dòng)的單位實(shí)行測繪資質(zhì)管理制度?！吨腥A人民共和國測繪法》第五章第二十七條規(guī)定：從事測繪活動(dòng)的單位應(yīng)當(dāng)具備響應(yīng)條件，并依法取得相應(yīng)等級(jí)的測繪資質(zhì)證書，方可從事測繪活動(dòng);第二十九條規(guī)定：測繪單位不得超越資質(zhì)等級(jí)許可的范圍從事測繪活動(dòng)，不得以其他測繪單位的名義從事測繪活動(dòng)，不得允許其他單位以本單位的名義從事測繪活動(dòng)。
國家測繪地理信息局2016年下發(fā)的《關(guān)于加強(qiáng)自動(dòng)駕駛地圖生產(chǎn)測試與應(yīng)用管理的通知》中規(guī)定：自動(dòng)駕駛地圖屬于導(dǎo)航電子地圖的新型種類和重要組成部分，其數(shù)據(jù)采集、編輯加工和生產(chǎn)制作必須由具有導(dǎo)航電子地圖制作測繪資質(zhì)的單位承擔(dān)，導(dǎo)航電子地圖制作單位在與汽車企業(yè)合作開展自動(dòng)駕駛地圖的研發(fā)測試時(shí)，必須由導(dǎo)航電子地圖制作單位單獨(dú)從事所涉及的測繪活動(dòng)。
因此，根據(jù)相關(guān)法律法規(guī)，未有測繪資質(zhì)的汽車企業(yè)不得采集地理位置和道路標(biāo)線標(biāo)牌等信息，不得制作導(dǎo)航電子地圖。
由于自動(dòng)駕駛對(duì)于高精地圖的強(qiáng)烈需求，主機(jī)廠和圖商均在與政府相關(guān)監(jiān)管機(jī)構(gòu)密切溝通，希望在政策法規(guī)方面有一些突破?，F(xiàn)有的政策法規(guī)也會(huì)對(duì)高精地圖的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生決定性的效果。
