本文谈论高精度是什么意思地图从三个方面展开。首先需要理性地了解高精度是什么意思电子地图是什么它和传统地图真正的区别在哪；其次再讨论高精度是什么意思地图在无人车领域是如何应用的；最后结合高精度是什么意思地图这个行业聊一聊高精度是什么意思地图所遇到的挑战。

前面的分享將无人车上所用到的主流传感器都做了介绍。这些传感器都是看得到摸不着的实物。在无人车自动驾驶的过程中还有一种看不见、摸鈈到的“传感器”也在发挥着巨大作用，它就是高精度是什么意思电子地图

高精度是什么意思电子地图也称为高分辨率地图（HD Map，High Definition Map）是┅种专门为无人驾驶服务的地图。与传统导航地图不同的是高精度是什么意思地图除了能提供的道路（Road）级别的导航信息外，还能够提供车道（Lane）级别的导航信息无论是在信息的丰富度还是信息的精度方面，都是远远高于传统导航地图的

通过下图，可以感性地看出传統导航地图与高精度是什么意思电子地图的区别

谈论高精度是什么意思地图，从三个方面展开首先需要理性地了解高精度是什么意思電子地图是什么，它和传统地图真正的区别在哪；其次再讨论高精度是什么意思地图在无人车领域是如何应用的；最后结合高精度是什么意思地图这个行业聊一聊高精度是什么意思地图所遇到的挑战

现阶段的高精度是什么意思地图更多地被定义为：服务于无人驾驶驾驶的哋图。相比于传统地图的“定性”描述来说高精度是什么意思地图是一种“定量”的描述。

以坡度为例传统地图能提供的仅仅是前方囿上（下）坡这个信息，但无法提供上（下）坡的角度；

以弯道为例传统地图提供的仅仅是前方有个比较“急”的弯道，但无法提供弯噵的曲率半径；

以路口为例传统地图提供的仅仅是前方路口有红绿灯这个信息，并不知道红绿灯的具体位置在哪

高精度是什么意思地圖可以提供传统地图提供不了的精确数据，这就是高精度是什么意思地图的“定量”描述

这些定量描述对人类驾驶员驾驶汽车来说没有哆大帮助，因为人类是高度智能化的个体拥有极高的图像识别、信息联想和学习能力，而这些能力这是目前无人驾驶“大脑”所不具备嘚为了弥补无人驾驶“大脑”还不够聪明的缺陷，高精度是什么意思地图挺身而出

高精度是什么意思地图能够为无人驾驶提供的内容洳下：

传统导航地图只能提供道路级（Road）的导航信息，如下图最左侧所示道路R1连接着R2，R2同时连接着R3和R4而高精度是什么意思地图能够提供车道级（Lane）的导航信息，这种导航信息能够精确到车道的连接关系如下图中间图所示Lane1连着Lane4，Lane4连着Lane8,；Lane3连着Lane6和Lane7Lane7连着Lane10。

车道级别的道路信息能够解决在路口转弯时无人车不知道需要转多大的角度和保持多高车速的问题。如下图右侧绿虚线即为高精度是什么意思地图为无人車提供的虚拟车道线中心只要提前变道到正确车道，并沿着虚拟车道线所在的车道行驶即可顺利通过路口。

先验信息是指某些可以提湔采集且短时间内不会改变的信息

仅依靠传感器的信息是很难感知车辆现在是处在高速公路上，还是处在普通城市道路上的；无限速牌嘚路段车速最高可以开多快；前方道路的曲率；所处路段的GPS信号强弱。这些都是传感器遇到性能瓶颈时无法实时得到的信息。而这些信息却都是客观存在不会随外部事物的变化而变化，因此可以提前采集并作为先验信息传给无人车做决策。

图为高精度是什么意思地圖可以为无人车提供的某些先验信息包括道路曲率、航向、坡度和横坡角。这些信息对于无人车的安全性和舒适性都至关重要

感兴趣點是POI（Point of Interest）的直译。在交通场景中能成为POI的东西有很多比如：用中心点和多个外包络点描述的交通标志牌、地面标志、灯杆、红绿灯、收費站等；用一系列连续点所组成的链状信息描述的路沿、护栏、隧道、龙门架、桥等。

高精度是什么意思地图精确记录了这些POI的经纬度和高度只要给定无人车的精确位置（经纬高），即可将各个POI相对于自车的位置计算出来将这些POI信息的相对位置逆向投影到车载前视图像仩，如下图所示

到这个时候，肯定有人问：高精度是什么意思地图比传统地图多出如此多的信息容量肯定很大吧？不不不现阶段的高精度是什么意思地图容量并不比传统地图大多少。为什么呢

因为现阶段的高精度是什么意思地图完全是为无人驾驶服务的，而传统地圖是为人类服务的高精度是什么意思地图只用关心与驾驶有关（道路、POI）的信息，并不关心周边的商场有几层、超市的面积有多大、小飯馆有多少家而这类信息刚好是人类更关心的。正是因为侧重点不一样所以在容量方面并不会有太大的差别。

下图从要素、系统、用途方面更为清晰地囊括了传统地图和高精度是什么意思地图的侧重点：

高精度是什么意思地图只是一个静态的数据在实际使用时，不可能一开始就将全国的地图导入到系统中这样不仅费时，而且会占用系统很多资源高精度是什么意思地图的供应商（图商）除了提供高精度是什么意思地图外，还会提供一个叫做“地图引擎”的软件由这个软件负责整个高精度是什么意思地图的资源调度，无人车只需要告诉“地图引擎”现在的大致位置以及想要去的地方“地图引擎”就会将这个过程中所要用到的高精度是什么意思地图数据发布出来，供无人车使用数据流如下图所示。

高精度是什么意思地图的应用需要配合高精度是什么意思的定位

高精度是什么意思定位，至少包含無人车当前的位置和航向角位置是指无人车GPS天线安装位置所在的经度、纬度、高度；航向角，是指无人车车头的朝向与正北方向的夹角

理论上，已知两个点的经纬高即可计算出两个点的相对位置。那为什么还需要提供精确的航向信息呢

如下图所示，如果无人车想要實现沿高精度是什么意思地图车道线直线行驶在有正确的经纬高和航向角情况下，车道线上的一系列点在无人车坐标系下的相对关系如丅图（图中黑点）根据车道线规划出来的轨迹（绿线）是与车道平行的直线。

试想一下如果这时候航向值变得不准，比如偏了几十度由于经纬高没有变化，因此车道线上的所有点距离无人车中心的距离是保持不变的但这些点会以中心旋转。得到的车道线在无人车坐標系下的相对关系如下图

根据此车道线规划出来的轨迹，会让无人车认为必须要转一个角度才能实现车道保持最终造成的控制结果就昰，无人车一直在原地打转由此可见无人车的航向角是很重要的定位信息。

充分利用高精度是什么意思地图的作用将对无人驾驶有如下幫助：

比如在天气良好的情况下，车载传感器能够检测出车道线、障碍物、路沿、可通行空间等但对于道路坡度、道路曲率的检测无能为力。这些数据有助于无人车的控制刚好高精度是什么意思地图可以提供。

再比如当遇到暴雨/大雪/沙尘等恶劣天气，车载传感器很難感知到远处的障碍物、车道线信息而定位+高精度是什么意思地图的配合是可以提供诸如车道线、路沿和可通行空间这些信息的，增加系统的信息冗余

结合车载传感器信息，提升定位精度

之前曾介绍过现有的无人车高精度是什么意思定位在某些情况下也会出现定位不准嘚情况因此仅依靠GPS的定位方案可靠性太差。

业内通用的定位方式是GPS+高精度是什么意思地图+摄像机（激光雷达等）信息融合的定位方法先看一个视频，了解一下业内是如何结合车载传感器信息做定位的

首先根据GPS的数据（经纬高和航向）确定无人车大致处于哪条道路上，這个位置的可能与真实位置有5~10米的差距

根据车载传感器检测的车道线（虚、实线）及道路边缘（路沿或护栏）的距离与高精地图提供的車道线及道路边缘做比对，然后修正无人车的横向定位

根据车载传感器检测到的广告牌、红绿灯、墙上的标志、地上的标志（停止线、箭头等），与高精地图提供的同一道路特征（POI）进行匹配进而修正纵向定位和航向。在没有检测到任何道路特征的情况下可以通过航位推算进行短时间的位置推算。

无人车的定位算法通常采用粒子滤波的方法需要多个计算周期后，定位结果才会收敛进而提供一个相對稳定的定位结果。粒子滤波的算法原理我会在随后的系列文章中介绍

挑战一：高精度是什么意思地图的众包

高精度是什么意思地图虽嘫好用，但目前还无法大规模地生产大部分内外业处理还是由人工来完成标注和数据转化。而且仅仅靠地图公司的几十上百辆采集车在噵路上采集很难保证地图数据的实效性，即无法保证地图数据足够“新鲜”

因此图商都希望能在量产车的前装摄像头上做文章，让这款摄像头具备L2以上自动驾驶能力外还能够将采集图像预处理后的数据传到云端，实现数据的更新当一个地点的实际情况被足够多的私镓车检测到与地图不符时，由图商确认信息后对地图进行相应的更新。这样一来地图数据迭代地足够快，就能更好地服务于高精度是什么意思地图生态和无人车了

挑战二：高精度是什么意思地图的政策

地图政策的这项挑战仅存在于国内。

高精度是什么意思地图和国防息息相关因此高精度是什么意思地图的采集和使用在国内是受到严格限制的。目前我国仅有14家单位具有甲级地图测绘资质这就意味着，只有这14家图商具有高精度是什么意思地图采集和使用的权利无人驾驶初创公司如果想使用高精度是什么意思地图，要么强依赖这14家图商要么在法律的红线上做研究。

由于测绘资质政策的存在我觉得国外的无人驾驶技术想要染指中国的市场，并不是一件简单的事情即便是博世这种Tier1中的大佬，没有国内图商的帮助想要扩张他们的无人驾驶技术，依然会寸步难行

在高精度是什么意思地图领域有一句佷有意思的话，叫做Make the invisible visible这句话可以作为本篇分享的总结。

这篇分享的内容基本上涵盖了大部分高精度是什么意思地图的知识以及其在无人車领域的应用如果你对高精度是什么意思地图还有什么疑问，可以在评论区留言互动

雷锋网(公众号：雷锋网)按：作者為地图传感器本文为雷锋网独家首发《高精度是什么意思地图》系列文章的第三篇。作者将为我们讲述地图在ADAS实现的技术方案以及ADASIS的工莋原理前两篇可阅读：，

接着上次的话题，咱们讲地图在ADAS实现的技术方案以及ADASIS的工作原理

乘着自动驾驶的这股热风，ADAS概念越来越为囚们所熟知ADAS产品也越来越普及，车厂与供应商们也都脑洞大开不断研发各种新的ADAS产品提供越来越安全、轻松、环保的驾驶体验。例如：ACC、FCW、LKA、前车灯跟随等等

ADAS的实现离不开车辆上的各种如摄像头和雷达等感知传感器，但无论是多么豪华的传感器都是有其感知的局限性或者称为感知范围。如果能够让车辆获取到更远地方的数据那么ADAS的功能必然可以得到增强。

如何得到远方的数据呢

在目前的技术条件下，获取远方数据的方式有很多比如V2X技术，通过前方车辆或道路两旁的V2X设备想车辆发送路况信息；

又或者通过云技术也可以实现从雲端下发车辆收集的道路信息。但是这些方式都存在建设成本相对较高、建设周期长的问题

这时候地图被人们发掘出来，经过导航软件嘚普及欧美、日本、中国的电子地图实际上基本比较成熟由于ADAS对地图的精度要求不是很高，和普通的导航电子地图精度要求差不多只鈈过需要追加一些ADAS属性，比如曲率、坡度、Heading Angle、更加精确的车道数量等属性制作成本相对不高。地图在ADAS系统中是作为一种特殊的传感器融叺系统的（Map Sensor）提供道路先验知识。

目前应用比较成功的宝马ASR（Adaptive Speed Recommendation）ASR在减速的区域，会提前50-300米提醒用户减速提前提醒的距离会依据目前車速、汽车刹车速度及司机反映时间。 在有转弯（curve）的路段要考虑路宽、车道数目、整个路况等，ASR会综合以上因素计算合理的汽车速度

ADAS系统包括感知系统、通信系统、决策系统和控制系统，地图信息如何在车辆的各个子系统中传输为了消除各图商、ADAS零部件供应商之间協议的差异，并且更有利于ADAS地图的推广图商、车厂、ADAS零部件供应商联合起来成立了ADASIS Forum制定地图与ADAS系统之间的通信协议，也就是ADASIS

目前ADASIS已经發布了v1和v2版本。

v1中系统会根据车辆当前位置以及最终目的地，提取所有的路径规划方案将其中最为优先的路径称为最可能路径，而其怹方案为备份方案所有的方案都会被提取并进行重构，并最终给出选择哪条路径以及如何驾驶通过的建议传递到不同的ADAS系统中，导致系统中传递的数据量过大并没有真正被车厂量产，相反越来越多的企业摈弃v1而推出了自己的通信方案。v1并不是一个成熟的协议但验證了技术可行性。

v1最终，在排除企业内部因素之外分析出这些企业不愿意使用v1的最主要原因在于标准过于复杂。复杂的通讯协议以及偠求传输的数据过多会让开发者在数据提取单元与重构单元上花费大量的时间与成本，尤其是在量产车型上这显然是不被车厂接受的。因而ADASIS Forum着手准备ADASIS v2（第二版ADASIS），着重在降低系统占用的CAN总线资源以及使用最小原则提取并重构数据。目前ADASIS v2已经被多家车厂采用

宏观上ADASIS v2結构中包含以下几个部分

• CAN Bus作为信息传送的通道

在ADASIS v2中，传输依照单路径（path）概念也就是传递数据的时候只选择最有可能行驶的一条路径（實际上是地图上规划出来的路径），对于可能存在的备选路径则以路径中的交叉路口（stub）来表示。每个交叉路口之间的路径称之为路段路段被视为构成路径的基本单元，以每一个路段为单位再进行数据的分析与利用。

路段上属性则通过Profile和Segment来描述Segment描述路段大部分相同嘚属性，Profile则描述剩余的属性同时对属性数据进行压缩。另外传输数据时也不是每次发送所有数据而是查询到数据变更或有新的数据才發送。这种数据组织与发送的方式去掉了大量冗余数据减轻了通信负荷。

最后还有Position用来实时描述当前位置

ADAS Horizion Provider遵循ADASIS协议将以上信息发送到CAN總线上。ADAS Application（ADAS Horizion Reconstructor）选择性的从CAN总线上获取自己有用的信息重构地图，完成自己的应用这样一来，ADAS地图数据可以有效的传输到使用端并且車辆改造最小，对CAN总线的影响也最小最重要的是一切都是符合车规要求。

不过随着地图数据量的丰富，尤其进入到高精度是什么意思哋图时代以及今后ADAS或自动驾驶的需要，都会对传输的数据量和传输频率提出更高要求这时ADASIS v2也显现出他的不足。好在ADASIS Forum也在研究ADASIS v3以及基於车身以太网的传输方式，所以对于未来的实现方式我们拭目以待。

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最近看了“盘点全球15家高精地图嘚耕耘者”一文我也决定来聊聊高精度是什么意思地图公司，透过国外的初创公司看看高精度是什么意思地图的问题，以及给我们带來的启发(以下公司排序不分先后)

这是一家远离硅谷的公司，并且采集方法上别出心裁通过物流车队来采集数据，现阶段所能提供数据嘚城市还较少

以雷达采集为主，通过同物流公司合作采集数据

最开始的产品是Site Intelligence，一款提供精细的城市道路数据用来分析建筑物选址和周围环境的工具

可能正是基于自身建筑领域的专业度，在采集道路、行人数据等方面的专业化所以才开拓了高精度是什么意思地图业務。

而为了同物流公司合作借助物流公司的车辆进行高精度是什么意思数据采集，他们还开发了车队管理软件为车辆提供实时监控数據，提供车辆安全和效能分析

在建筑分析、车辆管理、高精度是什么意思地图这三个方向多元化发展，并且把高精度是什么意思地图用於其他场景

是一家从母公司GeoDigital分拆出来独立运营的公司，而GeoDigital公司本身在测绘领域已有20多年的经验是一家为公共事业提供地理信息系统管悝的公司。

不过其高精度是什么意思地图业务缘起于通用汽车公司邀请其参与道路地图采集测试，虽然没有自动驾驶背景但其结果比其他公司都要好。

当时该公司甚至连自动驾驶是什么都不清楚但嗅到了高精度是什么意思地图的市场机会，于是从GeoDigital分拆出Ushr独立运营

通過雷达采集，未使用众包模式

Ushr的产品已经在通用凯迪拉克车型的辅助驾驶中使用，并且有望将高精度是什么意思地图在量产车型中使用

Ushr通过近3年时间，开发了第一款高精度是什么意思地图产品在美国和加拿大的高速路段实现了覆盖，误差在10厘米以内

Ushr还提供了地图API，對于需要地图数据的车厂无需开发地图模块，节省了开发成本

同车厂合作，提供高精度是什么意思地图数据以及其他自动驾驶相关的車载软件

介绍完了这些初创公司，我们一起来看看高精度是什么意思地图制作会遇到哪些难题

1、如何提高高精度是什么意思地图的精喥？

从硬件来看如果能使用雷达采集，精度一定会提高但成本也较高。

而采用通用硬件比如iPhone，采集的精度会更低一些所以很多公司都会有自己的硬件，用于保障数据源的可靠性

初创公司在技术上拥有优势，纯视觉方案或混合方案都可以实现但出于成本考虑，大蔀分会选择视觉方案

2、如何降低高精度是什么意思地图的采集成本？

传统地图的采集属于劳动密集型行业，公司需要养几百号人去铨国各地开车采集，并且处于更新速度要求往往一年会采集好几次。

对于初创公司来说人员、车辆、硬件、油耗等都不是他们所能承載的，所以大部分公司都采用众包或合作的形式来采集地图

但众包的不确定因素，也有可能降低地图的精度所以成本和精度，两者如哬权衡是一个现实的问题

3、如何提高高精度是什么意思地图的更新速度？

传统地图的更新速度同甲方要求、资源投入、地域广度等有佷大关系，一般偏远地区每年更新一两次中东部人员密集区域可以做到每季度更新一次。

对于初创公司如果自己采集数据，那么一样會遇到传统地图公司的难题大部分采用众包采集，则更新频率会有所提高

而使用众包方式很重要的因素是终端的数量和使用的频度，所以对于人员覆盖密集区域众包更新速度较快，偏远地区则可能无法生成地图

总的来说，众包是一种成本较低并且更新频率也较佳的┅种采集模式如果能够采用自研硬件，那么对采集精度也会提高

那么，看了这些国外初创公司采用自研硬件的众包地图采集模式，茬国内是否可行呢

基于我们国家的测绘法，采集地图数据是需要有资质的那么原则上除了具有资质公司的取得测绘证书的人员，其他囚员没有资格采集数据

所以国内除了传统地图厂商以及中海庭外，很少有初创公司进入高精度是什么意思地图这一领域资质对绝大多數的公司都是很高的门槛。

既然众包是比较不错的采集模式那在国内众包是否可行呢？理论上可行但实际难度较大，不仅仅是技术的問题更是策略的问题。

也许滴滴是最佳高精度是什么意思地图采集公司，一方面通过积累众包司机的规模已经足够庞大，另一方面洳能把烧钱补贴的模式往数据采集方面倾斜一点点，也许就有非常多的司机愿意加入采集队伍

车厂也能比较容易实现地图众包采集，車辆足够多出厂或4S店交付时预先安装好硬件，再给车主一些激励也许就能收集到较多的数据。

我在想既然众包采集，那么就要赠送眾包人员设备比如行车记录仪或者定制的导航手机。

但发放时需要收取一定的费用，然后在使用设备的过程中不断返钱给客户，类姒于“会赚钱的路由器”

这样才会有更多的人员愿意加入到众包队伍中。

不过这也注定，高精度是什么意思地图采集一定是一个非瑺烧钱的行业，不管你自己采集还是众包采集

说了这么多，你对高精度是什么意思地图采集有什么想法呢？欢迎沟通