高精密地圖國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

張 寧 郭長(zhǎng)春 任振彬

(陜西重型汽車有限公司，陜西 西安，710200)

0 研究背景

無人駕駛是科技日益強(qiáng)盛的必然趨勢(shì)，也是人們對(duì)安全、舒適地出行提出的更高要求。將實(shí)時(shí)交通路況、汽車行駛狀態(tài)、地理位置等各種交通信息整合在一起，搭配成一張功能強(qiáng)大的高精密地圖，便可以讓出行變得更加快捷，更加安全。無人駕駛需要依賴高精密地圖，準(zhǔn)確地計(jì)算無人駕駛汽車與周圍環(huán)境中車輛或者物體的相對(duì)位置、速度等特征參數(shù)，才能保證行駛安全。所以，高精密地圖對(duì)于無人駕駛技術(shù)的完善起著至關(guān)重要的作用。

1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

由于汽車本身的駕駛特性，高精密地圖是汽車向智能化發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。在國(guó)內(nèi)，高精密地圖所包含的私密技術(shù)多，只有有多年導(dǎo)航地圖自主開發(fā)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的研究團(tuán)隊(duì)，才能針對(duì)客戶的需求差異化提供高精密地圖服務(wù)。

高精密地圖應(yīng)用在無人駕駛技術(shù)上需要有很廣的覆蓋范圍和很高的精確度，所以電子地圖在與導(dǎo)航產(chǎn)品配套的過程中，需要經(jīng)過大量的驗(yàn)證；全國(guó)很多地方都在進(jìn)行新基建，地圖信息變更很快，這提高了驗(yàn)證的成本。新興企業(yè)想要躋身進(jìn)入成熟企業(yè)的供應(yīng)商行列，需要經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的磨練和認(rèn)證，這就在一定程度上抬高了進(jìn)入高精密地圖行業(yè)的壁壘。高精密地圖行業(yè)的一個(gè)特點(diǎn)就是資金密集，地圖數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)周期較長(zhǎng)，開始時(shí)需要投入大量資金，并且需要持續(xù)投入。此外，測(cè)繪地圖信息本身就會(huì)觸及到國(guó)家安全紅線，任何企業(yè)不可能隨意的進(jìn)行地圖信息收集，而進(jìn)行高精密地圖的采集工作需要相比傳統(tǒng)電子地圖更專業(yè)的精密測(cè)量設(shè)備，國(guó)內(nèi)能夠達(dá)到這些條件的地圖廠商也只有為數(shù)不多的幾家。

據(jù)交通部公布的數(shù)據(jù)，截至2021年底，全國(guó)公路總里程數(shù)已經(jīng)達(dá)到528.07萬(wàn)km，與上年相比增長(zhǎng)8.26萬(wàn)km。全國(guó)公路密度達(dá)到55.01 km/百km2，較上年增長(zhǎng)0.86 km/百km2。如圖1所示。

圖1 全國(guó)公路數(shù)據(jù)變化

全國(guó)四級(jí)及以上公路總里程數(shù)達(dá)到506.19萬(wàn)km，比上年增長(zhǎng)11.74萬(wàn)km，占比95.9%；全國(guó)二級(jí)及以上公路總里程數(shù)達(dá)到72.36萬(wàn)km，比上年增長(zhǎng)2.13萬(wàn)km，占比13.7%；全國(guó)高速公路總里程數(shù)達(dá)到16.91萬(wàn)km，比上年增長(zhǎng)0.81萬(wàn)km；國(guó)家高速公路總里程數(shù)11.70萬(wàn)km，增長(zhǎng)0.40萬(wàn)km。如圖2顯示。

圖2 全國(guó)公路種類分布

每年的道路總數(shù)都在增加，分布格局和類型也在不斷變化，要想保持道路信息及時(shí)更新，僅靠電子地圖企業(yè)有一定困難。

國(guó)外高精密地圖行業(yè)發(fā)展迅猛。2013年，日本開展了SIP(戰(zhàn)略性創(chuàng)新創(chuàng)造方案)項(xiàng)目，其中包含無人駕駛板塊。2015年，此項(xiàng)目開展了關(guān)于無人駕駛的靜態(tài)數(shù)據(jù)調(diào)查研究，2016年在此基礎(chǔ)上開展了地圖的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)研究，形成了一條從車企到圖商的產(chǎn)業(yè)鏈，并成立了“Dynamic Map”動(dòng)態(tài)地圖公司，以便進(jìn)一步的研究。

谷歌的無人駕駛汽車使用的是自家生產(chǎn)的高精密地圖；豐田現(xiàn)階段還處在高速公路高精密地圖測(cè)繪期，其誤差可以控制在5 cm。特斯拉繪制高精密地圖主要是通過旗下的ModelS來收集數(shù)據(jù)。德國(guó)車企三巨頭ABB(奧迪、奔馳、寶馬)聯(lián)合宣布收購(gòu)Here地圖服務(wù)之后，已經(jīng)測(cè)繪了全球30個(gè)國(guó)家超過192萬(wàn)km的高精密地圖數(shù)據(jù)[3]。Here在全球范圍內(nèi)已有超過80 000個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來源點(diǎn)，每天可進(jìn)行數(shù)十億次的數(shù)據(jù)映射。我國(guó)的圖商，以高德地圖為代表，截至2017年底，其高精密地圖的繪制以完成ADAS級(jí)別的30多個(gè)城市的主干路，HAD級(jí)別正在向城市內(nèi)部發(fā)展。

國(guó)外互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，如谷歌、UBER等，它們通過收購(gòu)圖商完成的地圖信息資源，然后結(jié)合自身算法、云計(jì)算能力生產(chǎn)高精密地圖。其中谷歌收購(gòu)了如Keyhole、keybox等圖商。在我國(guó)，地圖測(cè)繪行業(yè)屬于高機(jī)密行業(yè)，門檻較高，國(guó)外企業(yè)無法進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，這也給國(guó)內(nèi)的許多圖商提供了發(fā)展空間。

百度已經(jīng)通過超過250輛測(cè)繪車收集了世界各地的道路信息，用來制作精度在5～10 m的高精密地圖，并且,其位于中國(guó)的包含交通信號(hào)燈、車道標(biāo)記(如黃線、白線、單車道或雙車道、實(shí)線、虛線)、障礙物、電線(電燈)桿、立交橋、地下通道等信息的高精密地圖，已經(jīng)達(dá)到了厘米級(jí)精度，導(dǎo)航系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)超過95%的道路信息準(zhǔn)確度。

2 結(jié)論

高精密地圖是未來無人駕駛技術(shù)市場(chǎng)化和普及化的重要保障，也是互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)向汽車領(lǐng)域進(jìn)軍的倚仗，更是行業(yè)之間強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手的堅(jiān)實(shí)橋梁。無人駕駛汽車從定位到?jīng)Q策規(guī)劃，都有賴于高精密地圖的協(xié)助。

高精密地圖制作技術(shù)復(fù)雜，但它會(huì)帶來一種新的跨領(lǐng)域合作經(jīng)濟(jì)模式，這也會(huì)推動(dòng)行業(yè)之間的合作頻率，推動(dòng)行業(yè)規(guī)則和法律的變革。國(guó)外高精密地圖發(fā)展處在領(lǐng)先的地位，但當(dāng)無人駕駛汽車推上舞臺(tái)的時(shí)候，我國(guó)自主的高精密地圖也一定會(huì)閃亮登場(chǎng)。