自動駕駛對于高精地圖的技術需求分析

文/張 寧 馬文雙

地理信息涉及國家安全，我國地圖測繪政策限制嚴格，高精度地圖數據采集、編輯加工和生產制作等必須由具有甲級測繪資質的單位完成。自動駕駛對于高精地圖存在一定的技術需求，特別是精度需求，由于自動駕駛級別的不同，對于高精地圖的要素和精度的要求也不同。

一、高精地圖成為自動駕駛領域的必爭之地

先進的自身位置評估和感知周邊環境是自動駕駛汽車安全行駛的基礎，高精地圖在感知道路交通環境中具有與傳感器同樣不可或缺的作用，這也是越來越多的企業開始對此布局，行業熱度持續提升的原因。

自動駕駛取得快速發展，物流領域也在積極探索

高精地圖主要應具備三方面的優勢：一是不受氣候環境影響，為車輛縱向加減速和橫向轉向、變道等決策提供精確定位以及精準車道預測；二是減少交通事故，提升自動駕駛安全，避免因傳感器在沙塵暴、濃霧等極端氣候下發生誤判誘發交通事故；三是降低成本，其應用可以極大地降低自動駕駛車輛對昂貴傳感器的依賴，降低成本，加快批量產業化。

高精地圖將是自動駕駛領域的必爭之地。2019年7月5日，自然資源部發布《關于北京華為數字技術有限公司等7家單位申報甲級測繪資質審查意見的公示》。其中，北京華為數字技術有限公司申請的專業范圍為“導航電子地圖制作”，意在高精地圖。而在華為之前，我國已有19家企業可從事高精度地圖繪制。

2019年5月，晶眾科技、智途科技獲取“導航電子地圖制作”甲級測繪資質，覆蓋事業單位、民營企業，其中民營企業居多。在這些企業中，四維圖新、高德地圖、百度地圖、易圖通和凱立德是真正具備完整地圖及能力，如表1。其中，四維圖新、高德與百度地圖背后是“BAT”三大力量。

二、自動駕駛對于高精地圖的要求分析

自動駕駛對于高精地圖存在一定的技術需求，特別是精度需求，由于自動駕駛級別的不同，對于高精地圖的要素和精度的要求也不同。

1.對于高精地圖的技術需求

要素和精度的要求：自動駕駛級別不同，要素和精度要求不同。

不安裝加密插件的需求：用于傳統車輛的導航電子地圖需進行加密處理，地圖加密會引起相對誤差，導致自動駕駛系統誤判，增加安全風險，制約自動駕駛開發與應用。

對于高程、坡度和曲率等地理信息的需求：按照《測繪管理工作國家秘密范圍管理規定》等文件，公開地圖數據產品不允許表達道路的最大縱坡、最大（小）曲率半徑等信息，導致自動駕駛地圖只是二維平面，致使自動駕駛車輛無法準確判斷自身所在的道路，高精地圖信息欠缺會增加對傳感器需求，增加自動駕駛車輛成本。

表1 導航電子地圖甲級測繪資質企業

表2 不同自動駕駛級別對于高精地圖的要素和精度要求

對于高精定位的技術需求：定位精度不夠，會影響精度要求。

對于眾包模式的地圖采集和數據傳輸的需求：高精地圖采集生產成本高，初創公司難以承受，且面臨資質問題，眾包模式對于動態地圖信息的實時更新相比專業采集更具優勢，但是需解決數據和數據傳輸的標準化問題。

地圖要素或屬性自動駕駛級別數據精度L2（2-5m）L3（0.2-2m）L4（0.1-0.3m）L5（0.1-0.3m） 備注路口幾何 √-路口路口類型 - -路口邊界類型 - -√√√停車位 - √ √ √ -人行橫道 - -路面標識 - -禁停區 - -減速帶 - -停止線 - -警示區 -路側桿狀物 - -龍門架 - -類型 --道路對象路牙狀態 - -幾何 - -√√√類型 --護欄狀態 - -幾何 - -√√√類型 --墻狀態 - -幾何 - -√√√類型 - √-紅綠燈外形 - - -狀態 - - -幾何 √ √ -√√上方障礙物狀態 - √ √ -幾何 √ √ -形狀 -交通標志牌類型 -顏色 -幾何 -√√√低等級只表達交通標志牌位置與基本類型類型 √-道路對象隧道材質 - -幾何 - -√√√類型 √-橋梁材質 - -幾何 √ -收費站 - - √ √ 低等級只描述為poi點，L3級以上描述精確幾何√√√加油站 - - √ √充電樁 √ √ √ √動態實時信息 - √ √ √ -

高精地圖信息安全的需求：目前我國主要企業的自動駕駛路徑，均需高精地圖的介入，其信息安全問題日益凸顯。

功能安全需求: 高精地圖和高精度定位直接進入自動駕駛域控制器，與感知信息一起作為輸入，決定了自動駕駛控制器的輸出結果。高精地圖中的偏轉插件、定位模塊與地圖數據作為關鍵部分，功能安全需求必須加緊規范。

在線OTA需求：自動駕駛通常是車道級的路徑規劃，快速更新能力不可或缺，否則會影響自動駕駛系統的穩定性和可靠性。

自動駕駛同步定位與地圖構建：在自動駕駛自身位置不確定的條件下，在完全未知的環境中創建地圖，利用地圖進行自主定位與導航。

2.對于高精地圖的要素和精度要求

按照行業分級，自動駕駛共分為駕駛輔助、部分自動化、有條件自動化、高度自動化、完全自動化5個層級，也就是業內俗稱的L1至L5。而高精地圖按用途也可以分為車道級路網、定位和動態地圖等三個圖層。由于自動駕駛級別的不同，對于高精地圖的要素和精度的要求也不同。高精地圖要素和精度的要求，會隨著地圖采集和定位精度等相關技術的進步發生改變，內容如表2。

三、總結

目前，國內車企對L3級別自動駕駛落地的時間節點主要規劃在2020年、2021年，將進一步帶動整車企業對高精地圖需求的增多。高德、百度、四維圖新三大主要高精地圖生產商，目前已與長城、寶馬等整車企業建立供應關系。預計在2020年，相關量產供應關系將更多。

此外，高精地圖制作資質獲得企業越來越多，華為、順豐成功入局，意味高精地圖競爭格局也將發生變化。