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前言:高精地图的发展与自动驾驶汽车紧密相关,自从自动驾驶汽车开始上路公开测试以来,高精地图产业就应势而生并飞速发展。相对于以往的导航地图,高精地图是专为自动驾驶而生的,其服务的对象并非人类驾驶员,而是自动驾驶汽车。对于L3级别以上的自动驾驶汽车而言,高精地图是必备选项。
一方面,高精地图是为自动驾驶汽车规划道路行径的重要基础,能够为车辆提供定位、决策、交通动态信息等依据。另一方面,在自动驾驶汽车传感器出现故障或者周围环境较为恶劣时,高精地图也能确保车辆的基本行驶安全。
如今,政府、行业协会、高校、图商、车企等各方均认识到高精地图和高精定位对于自动驾驶的好处。但是中国高精地图的政策,法规,技术标准面临什么瓶颈,需要怎么解决和规划,仍未有一个系统和完整的解答。
一、国际高精度地图产业发展现状
1、概述
发达国家从20世纪70年代就开始进行自动驾驶汽车研究,在可行性和实用性方面,美国和德国走在前列。早在20世纪80年代,美国就提出了自主地面车辆(ALV)计划。在自动驾驶汽车研究位于世界前列的德国汉堡Ibeo公司,推出了可以在复杂的城市道路系统中实现无人驾驶的汽车,借助于隐藏在前灯和尾灯附近的激光扫描仪观察周围m内的道路状况,识别各种道路交通标识,并实时构建三维道路模型匹配先验的内置地图。
国内外主要高精度地图厂商发展现状进行分析如下:
数据来源:亿欧
美国在自动驾驶领域的研究处于世界领先地位,对于自动驾驶所必须的高精度地图,美国自动驾驶相关企业很早就开始了布局与研发。其中的参与者除了有诸如Mapbox这样的传统导航地图企业,还有Waymo、Uber、Mobileye等公司,福特也在参与自动驾驶地图的测绘与研发中。由于美国政策法规对自动驾驶的包容与开放,美国也成为拥有自动驾驶技术、高精度地图初创企业最多的国家。
年,日本启动了名为SIP的项目,自动驾驶是它的核心之一。为了将SIP成果(基础地图的数据格式,精度管理方式)产业化,设立了“DynamicMap
PlanningCo.,Ltd.”(以下称DMP)公司。DMP成立代表日本动态高精度地图开始走向产业化。他们的目标是在年,也就是东京奥运会之前,实现日本高精度地图的覆盖。DMP公司年6月成立,DMP公司年12月开始提供高速公路样本数据(约Km);年1月开始提供部分高速公路数据(约14,Km/半程);预计年3月开始提供高速公路数据(约30,Km/全程)。
2、Waymo
Waymo是谷歌旗下自动驾驶公司,目前具有全球最先进的自动驾驶技术。Waymo在年开始为自动驾驶创建地图,目前以满足美国多个城市的L4级别自动驾驶。
Waymo的高精度地图由谷歌地图发展而来,有强大的数据与技术背景,目前其制作的高精度地图仅用于自己的自动驾驶,并不作为商业化产品。其采集地图的手段为激光雷达加组合导航定位系统,并拥有一支庞大的测绘车队一起集中创建高精度地图。
3、Carmera
Carmera是一家要在车辆上安摄像头的公司。而在地图数据的采集形式上,Carmera也引入了众包模式,发动第三方来帮助绘制高精地图。不过与lvl5不同,他们的合作对象不是打车平台的司机,而是各物流公司的物流车。Carmera通过在各物流车上安装其传感器套件,采集高精地图。同时基于实时数据的挖掘,为物流车队提供安全以及能效方面的建议作为“回报”。不过在商业模式上,Carmera认为其采集的数据不仅可为自动驾驶所用,还可以辅助工程测量,以及实时分析区域内的人、车流量,为城市规划提供依据。
4、Mobileye
Mobileye是以色列一家生产协助驾驶员在驾驶过程中保障乘客安全和减少交通事故的视觉系统的公司。已投身研发12年并收获了前所未有的技术知识。公司在单目视觉高级驾驶辅助系统(ADAS)的开发方面走在世界前列,提供芯片搭载系统和计算机视觉算法运行客户端功能。年3月13日,英特尔正式宣布收购Mobileye。
Mobileye本身不涉及高精度地图的制作,但Mobileye的每一个摄像头都可以采集到前面的路况。例如,摄像头可以把路面中的车道线或者是限速块的距离可以定位出来,把每一个图像解析成数据,再把数据打包成数据包进行上传,并且在图商的底图上进行实时的叠加。通过Mobileye和大众、日产以及通用的合作,会有越来越多的车搭载Mobileye的摄像头。通过图像+智能+网联的结合方案,可以做到10cm级的高精度。
5、CivilMaps
CivilMaps成立于年,位于美国加州。年5月与AWare背后的软件技术公司Renovo合作,使高度自动化汽车制造商和技术提供商可无缝接入CivilMaps的车辆认知堆栈。CivilMaps主要路线为开发高精度地图与定位解决方案,通过提供给车厂软件和硬件系统进行车端数据收集、3D地图绘制以及自车定位。
CivilMaps的测绘方式是与车厂合作,利用摄像头或者雷达进行众包采集。其软件可将客户端收集到的数据进行处理,将有效数据上传到云平台,依靠强大的人工智能技术,它能高效的从庞大的点云数据中提取有用要素,将1T大小的点云图压缩至8MB,极大提高了传输与存储效率。
6、DeepMap
高精度地图初创公司DeepMap与年成立于美国,其创始团队有着谷歌地图、谷歌地球、苹果地图、百度无人车等强大背景。DeepMap的技术路线是提供高精度地图完整的解决方案,包括地图的构建、更新、维护和云端服务,同时也提供高精度定位、仿真等服务。DeepMap的地图和定位模块已应用到多种车型和车队中,进行自动驾驶训练。在各种复杂路况、天气条件与驾驶速度下均展现了良好的性能。它获得了诸如博世风投、英伟达、高盛等大型企业与资本的投资,在年7月,获得了来中国的阿里巴巴、滴滴与北汽约6万美元投资,DeepMap在中国的发展布局愈发明显。
DeepMap的收集地图数据的主要方式是利用激光雷达与组合导航定位系统的多传感器融合方案,以众包的模式进行数据采集。其开发的软件可以将众包车辆传感器收集到的数据转化成详细的地图。DeepMap提供可嵌入车辆的软件,解决定位、数据更新、路线规划和数据收集等问题,可以高效处理大规模数据。其高精度地图有着三维厘米级的道路信息,且可以提供实时的道路动态信息。
7、Lvl5
Lvl5由前特斯拉工程师创办,主要为自动驾驶车辆提供高精度地图,以极低的传感器成本——手机摄像头加上App来众包生产地图。这家公司开发了一款名为Payver的IOS应用,Payver上传的是行驶视频、GPS以及加速计信息,只要同一路段有多个用户行驶过后,就能制作高精度地图。
现在Lvl5已经能生成拥有交通标志、交通灯和车道线等特征的高精度地图。虽然不用激光雷达会面临特别的挑战,比如使用消费级硬件会让定位精度受到影响,而且整个过程很耗时,需要不少的加工处理。但Lvl5通过多辆车收集到的信息,用自己独特的方式克服了这一困难。而录制的视频在经过Lvl5后台处理后,能生成自动驾驶所需的高精度地图。
Lvl5已经覆盖了美国超过90%的高速公路,而到逐步在覆盖大部分的普通道路。这一地图范围比任何其它公司高出好几个数量级。
8、Here
Here前身为美国地图公司NAVTEQ,年被诺基亚收购并入自己的Here地图部门。年4月,诺基亚宣布剥离Here部门。最终奔驰、宝马、奥迪临时组成的联合体全资收购Here。与博世、大陆、先锋合作,使用他们的车载传感器(激光雷达、毫米波雷达、摄像头等)来实时更新地图。
Here的自动驾驶地图是传统导航地图的延伸。地图精度至少要达到亚米级,信息也更加丰富。道路基础信息(车道线、道路中心线等)、特征物(红绿灯、标志牌等)以及动态信息层(实时交通路况、天气等)分别由不同的图层,可以根据主机厂需要做个性化叠加。
年5月,Here,四维图新,IncrementP(IPC)/Pioneer,SKTele
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