四維圖新高精地圖制作

本文來(lái)源：智車科技

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高精度地圖想要最終真正在自動(dòng)駕駛場(chǎng)景中得以落地，仍然有很多亟待解決的充分必要條件：比如如何達(dá)到還原現(xiàn)實(shí)世界的精度？如何更高效的與自動(dòng)駕駛系統(tǒng)溝通？如何保證更新頻率和響應(yīng)速度？這些問題越早解決，自動(dòng)駕駛車輛就越早的走進(jìn)我們的生活。

本篇內(nèi)容，就和大家一起探討一下，究竟如何定義高精度地圖的生產(chǎn)模式，以及在線服務(wù)模式，才能讓未來(lái)的地圖更新做到真正的“行云流水”！

揭秘高精度地圖的生產(chǎn)過程

與傳統(tǒng)地圖不同，高精度地圖對(duì)精度及鮮度要求極高，因此采集和制作方式也有很大的不同，為了保證地圖鮮度，整個(gè)生產(chǎn)過程中也會(huì)不斷地將AI技術(shù)應(yīng)用其中。

究其整個(gè)過程可以分為四個(gè)階段：1.采集2.處理3.驗(yàn)證4.發(fā)布

采集

高精度地圖的采集目前行業(yè)主流兩種方式：專業(yè)采集車進(jìn)行外業(yè)采集，以及UGC設(shè)備采集。首先，為了保證數(shù)據(jù)的質(zhì)量和精度，會(huì)提前分配任務(wù)給專業(yè)的高精度地圖采集車，采集車會(huì)預(yù)先安裝好多種傳感器，如激光雷達(dá)、攝像頭、慣性測(cè)量單元和定位設(shè)備等，四維圖新目前的方案就是配置32線激光雷達(dá)，6向攝像頭以及自研時(shí)空同步與電流控制系統(tǒng)，以保證可以采集到厘米級(jí)精度的數(shù)據(jù)。

圖為：四維圖新高精度地圖采集車

但是，由于專業(yè)采集設(shè)備較為昂貴，在成本有限的情況下無(wú)法做到無(wú)限制擴(kuò)張。為了更高效地生產(chǎn)全區(qū)域覆蓋的高精度地圖，通常還會(huì)通過UGC的方式采集大量數(shù)據(jù)，從而精準(zhǔn)地發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)變化的范圍，再根據(jù)有效信息判斷是否需要采集車進(jìn)行有針對(duì)性的專業(yè)測(cè)量。

圖為：四維圖新高精度地圖更新驗(yàn)證部分過程

處理

我們將所有采集到的地圖數(shù)據(jù)稱為原始數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)想要成為地圖，還需經(jīng)過整理、分類與清洗等的專業(yè)處理過程。這個(gè)環(huán)節(jié)是十分繁瑣的，需要把不同傳感器的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行融合疊加，并進(jìn)行道路標(biāo)線、路沿、路牌、交通標(biāo)志等道路元素的識(shí)別，對(duì)于一些冗余數(shù)據(jù)在這一環(huán)節(jié)也會(huì)進(jìn)行自動(dòng)整合和刪除。如此繁瑣的過程，為了保證處理效率和準(zhǔn)確性，我們通常主要依靠程序來(lái)自動(dòng)化完成，這對(duì)程序算法能力的要求就非常之高了。

圖為：四維圖新軟件自動(dòng)化識(shí)別噪點(diǎn)、跳變，降噪、提高精度

圖為：四維圖新自研算法，可自動(dòng)提取超過60種要素

圖為：四維圖新自動(dòng)化處理地圖部分過程示意

驗(yàn)證

經(jīng)過一系列完整的自動(dòng)化處理過程后，為了確保程序處理的有效性，還會(huì)由專業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行人工抽樣檢測(cè)，并進(jìn)行最后一步確認(rèn)和完善從而發(fā)現(xiàn)出自動(dòng)化處理過程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，及時(shí)彌補(bǔ)數(shù)據(jù)的缺陷，提高精準(zhǔn)度。

圖為：四維圖新從外業(yè)到內(nèi)業(yè)的全面檢測(cè)過程

圖為：四維圖新自動(dòng)化結(jié)合人工結(jié)果驗(yàn)證示意

發(fā)布

驗(yàn)證無(wú)誤的地圖，需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換編譯，生成矢量母庫(kù)，從而完成生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

但由于高精度地圖體量非常大，超過GB級(jí)的存儲(chǔ)量已經(jīng)不是傳統(tǒng)物理存儲(chǔ)可以承載。此外高精度地圖對(duì)數(shù)據(jù)更新的實(shí)時(shí)性要求非常高，這就決定了高精度地圖需要借助云平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)布及更新。

影響高精度地圖量產(chǎn)的關(guān)鍵因素

其實(shí)對(duì)于大部分擁有測(cè)繪資質(zhì)的傳統(tǒng)圖商而言，高精度地圖雖然相較傳統(tǒng)地圖難度及成本有所增加，但單純生產(chǎn)出來(lái)只是時(shí)間問題，然而從采集制作到真正量產(chǎn)，過程中會(huì)面臨更多的問題和挑戰(zhàn)：

實(shí)時(shí)更新問題

傳統(tǒng)導(dǎo)航電子地圖的更新頻率為靜態(tài)數(shù)據(jù)(通常更新頻率為季度更新或月更新)，準(zhǔn)靜態(tài)數(shù)據(jù)(頻率為日更新)。

而高精度地圖對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性要求較高，更新頻率通常為準(zhǔn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)(頻率為分鐘更新)，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)(頻率為秒或毫秒更新)。

圖為：區(qū)域動(dòng)態(tài)地圖分層說明

如何在自動(dòng)駕駛車輛行駛中完成高頻率的地圖在線更新，也是高精地圖量產(chǎn)應(yīng)用最關(guān)鍵和最難解決的問題。

生產(chǎn)效率問題

與傳統(tǒng)車載電子地圖相比，高精地圖精細(xì)程度更高，動(dòng)態(tài)要素更為豐富，傳統(tǒng)地圖的生產(chǎn)方式難以滿足其量產(chǎn)應(yīng)用的需求。

目前，厘米級(jí)地圖對(duì)測(cè)繪效率要求非常高，導(dǎo)致需要布設(shè)很多高精度采集設(shè)備和車輛，相應(yīng)的成本也會(huì)非常高。較高的成本也在一定程度上，限制了高精地圖的生產(chǎn)效率。

地圖存儲(chǔ)問題

車載地圖的體積受到嵌入式系統(tǒng)的存儲(chǔ)容量限制。目前，自動(dòng)駕駛用高精度地圖(厘米級(jí))，存儲(chǔ)密度非常高，整體容量已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出目前主流控制器方案的存儲(chǔ)容量，所以需要借助云儲(chǔ)存及云分發(fā)的形式才能得以實(shí)現(xiàn)。

未來(lái)高精度地圖更新生態(tài)圈

高精度地圖完成采集生產(chǎn)環(huán)節(jié)，并不意味著高精度地圖生產(chǎn)完結(jié)已經(jīng)可以量產(chǎn)，這恰恰只是地圖更新閉環(huán)的開始。想要高精度地圖真正得以使用并最終服務(wù)于自動(dòng)駕駛，我們也需要一個(gè)完整的生態(tài)圈閉環(huán)。

未來(lái)的高精度地圖更新，一定是一個(gè)云+端的完整生態(tài)圈，在這個(gè)生態(tài)圈里，包含了高精度地圖的采集、生產(chǎn)、應(yīng)用、以及更新。

而未來(lái)智能網(wǎng)聯(lián)汽車，將成為這個(gè)生態(tài)圈里一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，它既是云端地圖數(shù)據(jù)成果的消費(fèi)和使用者，同時(shí)也會(huì)是地圖云中心部分?jǐn)?shù)據(jù)的提供者。

一方面，車輛在行駛過程中實(shí)時(shí)的接收來(lái)自云端分發(fā)的高鮮度高精度地圖，用于輔助自動(dòng)駕駛；

而另一方面，車端也會(huì)將自己實(shí)時(shí)位置、車身姿態(tài)、駕駛行為、各類傳感器數(shù)據(jù)等回傳給云端。同時(shí)云端還會(huì)通過V2X技術(shù)，收集到來(lái)自路側(cè)設(shè)備回傳的實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)。云中心對(duì)這些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘分析，從而對(duì)高精度地圖進(jìn)行進(jìn)一步有效更新，再將更新的內(nèi)容通過OTA等形式下發(fā)到車端。

如此循環(huán)反復(fù)，一邊不斷對(duì)高精度地圖進(jìn)行實(shí)時(shí)更新優(yōu)化，另一邊形成一套智能網(wǎng)聯(lián)汽車體系下高精度地圖生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)一體化的完整生態(tài)圈。

面向量產(chǎn)四維圖新的挑戰(zhàn)與思考

通過提早的業(yè)務(wù)布局和全流程算法的加持，目前四維圖新已經(jīng)完成了全國(guó)范圍超過32萬(wàn)公里高速公路的高精度地圖覆蓋，以及超過5000公里復(fù)雜城市道路的覆蓋，在國(guó)內(nèi)屬于領(lǐng)先水平。

而面向高精度地圖量產(chǎn)及實(shí)時(shí)更新，四維圖新也正在構(gòu)建一個(gè)云+端的生態(tài)體系，在數(shù)據(jù)生產(chǎn)之外，獨(dú)立出一個(gè)專門用于自動(dòng)駕駛的云服務(wù)平臺(tái)——HDMS（HighDefinition Map Service）。未來(lái)借助平臺(tái)來(lái)支撐地圖的流式分發(fā)和UGC實(shí)時(shí)更新。

此外，當(dāng)自動(dòng)駕駛真正走向量產(chǎn)，客戶需要的遠(yuǎn)不僅僅是高精度地圖，未來(lái)會(huì)有更多源的第三方數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)到地圖上，從而產(chǎn)生服務(wù)。因此我們認(rèn)為只有借助云平臺(tái)不斷實(shí)現(xiàn)行云流水的地圖更新過程，高精度地圖才能得以真正服務(wù)于自動(dòng)駕駛相關(guān)服務(wù)，從而與用戶實(shí)現(xiàn)共同獲益，共同成長(zhǎng)。

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