高精地圖相關術語標準化探討

吳宇參 陳中宇

摘 要：目前，高精地圖的制作和應用處在探索發展階段，缺乏統一的術語標準，不利于行業間技術共享與推廣。為進一步推動高精地圖標準化、商業化，促進自動駕駛產業快速發展，本文在梳理相關圖商技術文獻、高精地圖相關標準以及高精地圖標準化建設方面資料的基礎上，分析高精地圖相關術語標準化現狀，提出高精地圖相關術語標準化建議，為高精地圖術語標準的研制提供參考。

關鍵詞：高精地圖，術語，智能汽車基礎地圖，標準化，自動駕駛

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2023.20.005

0 引 言

高精地圖是自動駕駛實現高精度定位、環境感知、路徑規劃/預測/決策三大核心基礎的重要支撐[1]。隨著技術的發展和迭代，高精地圖成為了自動駕駛領域的關鍵資源，在智慧城市、智能交通建設等多領域將發揮重要作用，相關政府部門、企業也在加快推進高精地圖及自動駕駛標準化、商業化。2023年3月，自然資源部發布《智能汽車基礎地圖標準體系建設指南（2023版）》，明確指出需先行制定急用先行的智能汽車基礎地圖重點標準，涵蓋基礎通用、數據采集、動態更新、數據分發、交換格式，以及多種智能端側相關數據安全保護等技術要求和規范，其中基礎通用部分主要涵蓋智能汽車基礎地圖相關術語定義、空間參照、分類編碼、面向機器理解的物理或邏輯數據模型以及地圖表達等內容[2]。2023年6月，我國工業和信息化部將支持L3級及更高級別的自動駕駛功能商業化應用作為下一步工作重點；北京市全域開放高級輔助駕駛地圖審批及開放自動駕駛“車內無人”商業化試點；成都市提出到2030年自動駕駛道路測試全域開放；英國啟動無人駕駛汽車租賃項目，首次允許無人駕駛汽車商用；日本TierIV開始銷售自動駕駛EV巴士等。這意味著作為自動駕駛基礎設施之一的高精地圖將進一步深入公眾的生活，高精地圖的標準化、規范化需求越來越迫切，其相關術語標準的研制是必要且迫切的。

規范術語可以有效降低信息誤差，促進行業標準化和交互性，推動高精地圖行業的普及和開放。本文梳理相關圖商技術文獻、高精地圖相關標準以及高精地圖標準化建設方面資料等，分析高精地圖相關術語標準化現狀，提出高精地圖相關術語標準化建議，為高精地圖術語標準的研制提供參考。

1 相關術語標準化研究現狀

高精地圖，也稱自動駕駛地圖、智能汽車基礎地圖、高級輔助駕駛地圖等，作為高精地圖的基礎通用標準，術語標準的核心內容應涵蓋高精地圖的類別、各類地圖數據模型及數據生產更新等。高精地圖相關術語的標準化現狀如下。

1.1 現有高精地圖類別研究

據不完全統計，我國已發布、制定中及預研中的高精地圖相關標準見表1[3]。結合相關資料及表1可知，高精地圖相關的地圖主要有：標準地圖（SDMap）、車道級地圖（LD Map）、高級駕駛輔助駕駛（ADAS地圖）、高級輔助駕駛地圖（HD地圖）、AVP（自動代客泊車）地圖、車用矢量地圖、導航電子地圖、道路高精度電子導航地圖、地圖、電子公路圖、高級輔助駕駛電子地圖、高精地圖、高精度地圖、高精度自動駕駛地圖、智能道路設施高精度電子地圖、智能駕駛電子地圖、智能路側設施高精度電子地圖、智能汽車基礎地圖、自動駕駛地圖、自動駕駛高精地圖、自動駕駛高精度地圖。多種地圖類別、定義及其間的關系尚未有統一的通用標準進行規定，不利于技術的推廣和應用，急需進行集中性、系統性規范，以提高公眾認知，促進高精地圖商業化。

1.2 數據模型相關術語

高精地圖從數據結構層面可劃分為靜態地圖數據和動態信息數據[4-6]。從相關資料分析知高精地圖靜態地圖數據按照“地圖-區域-圖幅-圖層組-圖層-要素”分層組織，動態信息數據按“地圖-圖幅-圖層組-圖層-對象”邏輯組織。高精地圖圖層組包括道路圖層組、車道網圖層組、道路表現圖層組、道路設施圖層組、動態信息圖層組、自定義圖層組，其中靜態地圖數據圖層組包含道路圖層組、車道網圖層組、道路表現圖層組、道路設施圖層組，動態信息數據圖層組包含交通事件圖層組、實時感知信息圖層組、交通流量信息圖層組、氣象環境圖層組、統計信息圖層組。要素的表達形態分為點要素、線要素、面要素、體要素。目前可查閱的標準中“術語和定義”基本為專題術語，缺乏整體性，且詳細程度不同、層次關系不明確、邏輯性不強，不利于標準的學習與理解。現有標準中高精地圖數據模型的相關術語及邏輯分析見表2。

1.3 數據生產更新相關術語

高精地圖采集要素來源包含但不限于集中式專業采集（即采用專業移動測量采集系統）和分散式眾包采集（包含但不限于專業眾包設備、低成本傳感器眾包設備、大數據分析輸出等）等合法來源[7]。專業采集車輛與眾包車輛需要配備的核心傳感器基本一致，主要包括激光雷達、超聲波雷達、毫米波雷達、視覺相機、慣性測量單元（IMU）、GNSSRTK等。采集的源數據包括GNSS軌跡數據、點云數據、影像數據、位姿數據及其他輔助數據，數據處理核心流程為軌跡數據解算、軌跡融合糾正、點云數據解算、影像數據解算、點云數據拼接[8]。目前，地圖源數據的類型及定義，源數據采集、處理相關的軟硬件及技術，源數據與地圖要素的對應關系缺乏統一的術語標準。地圖數據采集與處理的關鍵技術見表3[1，9]。

2 標準化建議

在“重感知，輕地圖”的發展趨勢下，定制化的、不同等級的、更貼合自動駕駛需求的地圖新產品應勢推出，如適用于L1、L2自動駕駛級別的車道級輔助駕駛地圖，適用于L3、L4、L5自動駕駛級別的高精地圖[10]，適用于自動代客泊車的AVP地圖等。同時，自動駕駛所需的地圖具備高精度和高鮮度特性，保鮮方案主要包括眾包地圖采集、依靠V2X技術的地圖更新方案，為了滿足高精地圖的發展需求，結合目前高精地圖術語標準的發展現狀，提出以下標準化建議：

（1）術語標準具有基礎性、指導性和規范性作用，結合高精地圖（智能汽車基礎地圖）標準體系，建議涵蓋基礎通用部分（空間參照、分類編碼、數據模型、內容表達），生產更新部分（數據采集、地圖編制、數據更新），應用服務部分（導航定位、服務分發、信息交互），質量檢測部分（數據質檢、系統測試、服務評測），安全管理部分（安全保護、安全監控、安全審查）涉及的術語，按包含關系、總分邏輯，集中式重點梳理明確L1-L5級別[11]自動駕駛所對應的地圖類別及其定義、數據內容（包括源數據、最終數據及兩者間的對應關系）、生產更新軟硬件及技術、質量檢查方法及精度要求等，可參考表1所列標準。

（2）術語標準用于統一高精地圖相關的基本概念，為各相關行業應用場景的協調與兼容奠定基礎，同時為其它各部分標準的制定提供支撐[2]，為提高術語的全面性、統一性及科學性，在不影響市場公平競爭的前提下，建議由自然資源部[12]指定牽頭單位，組織相關企事業單位起草標準，如北京百度網訊科技有限公司、北京百度智圖科技有限公司、高德軟件有限公司、北京四維圖新科技股份有限公司、騰訊大地通途（北京）科技有限公司、易圖通科技（北京）有限公司、武漢中海庭數據技術有限公司、國家基礎地理信息中心等[13]。

（3）隨著技術的發展和迭代，高精地圖逐漸被應用于各個領域，而各科研單位、企業等對高精地圖的認知會因為研究方向、研究時間等的不同而產生差異，為了便于標準的管理、檢索和應用，減少標準冗余的現象發生，建議標準起草單位、標準管理部門在進行標準申報及立項審核時，依據標準體系確定標準名稱。

3 結 語

業界普遍認為，2025年以后將是高級別自動駕駛的重要發展期，2030年以后將進入大規模應用期。在這個階段，高精地圖的重要性會進一步強化和提升，將被視為是自動駕駛車輛“必不可少的數據庫和知識庫”，是傳統導航電子地圖“無法替代的必備項”，也是具備足夠安全冗余的“必要保障”[1]。研制高精地圖術語標準有助于進一步推動高精地圖標準化、商業化，促進自動駕駛產業快速發展，本文基于已公開的資料對高精地圖相關術語標準化進行探討，分析了目前存在的相關術語及問題，提出術語標準化建議，為高精地圖術語標準的研制提供參考。