导航电子地图变高清模式 自动驾驶汽车的多面助手

5G来了，智能驾驶的车轮越来越近了。

说到智能驾驶，我们会畅想其中应用的种种高科技，不过常被忽略的细节是，驾车出行必备的导航电子地图也将随之“变脸”——智能驾驶时代，高精地图将成新标配。

日前，全国智能运输系统标准化技术委员会公布了《智能运输系统智能驾驶电子地图数据模型与交换格式 第1部分：高速公路》和《智能运输系统智能驾驶电子地图数据模型与交换格式 第2部分：城市道路》这两项国家标准公开征求意见的通知，征求意见至7月25日前结束。

两项高精地图“国标”呼之欲出，看来，用上高精地图不会远了。

导航电子地图变高清模式

“大家现在所谈的高精地图，主要是指给自动驾驶系统使用的自动驾驶地图，属于特殊的导航电子地图。”北京四维图新科技股份有限公司(以下简称四维图新)自动驾驶地图产品总监王淼在接受科技日报记者采访时说。

这种高精地图主要面向L3、L4级别以上的自动驾驶，也就是说至少由车辆完成绝大部分驾驶操作，甚至完全由车辆完成自动驾驶。

“高精地图一方面是指精度更高，精确到厘米级;另一方面的含义是指高分辨率和高清，地图包含的细节更多。”王淼介绍。

比如，目前的导航电子地图主要强调道路之间的连接关系，而高精地图则包含车道级的关系信息，比如每条车道线的精确位置、车道是虚线还是实线等。此外，道路上每个红绿灯和路边车牌的精确位置也会展现在高精地图上，帮助自动驾驶系统更好地进行感知和规划。

“和传统导航电子地图比，高精地图的精度和分辨率更高，包含的内容更多。”北京理工大学研究生院副院长、中国图像图形学会理事黄华打比方说，这就像看电视，以前是低分辨率，现在变高清了。

随着汽车厂商开始公布自动驾驶汽车量产时间表，一些导航电子地图厂商也开始掌握高精地图的量产能力。

科技日报记者了解到，四维图新自2014年起组建团队绘制高精地图，目前已完成全国30万公里城际高速以及城内快速路的高精地图生产，并于今年年初获得宝马集团在中国L3级别以上高精地图量产订单。高德地图则于今年4月宣布，将对高精地图服务进行升级，同时以成本价格提供标准化高精地图。

“高精地图产品一般包含静态和动态两个层面。”王淼介绍，静态层面即在绘制时形成高精度电子地图产品，动态层面则包括对道路信息的变化情况进行实时更新。

王淼告诉科技日报记者，传统的导航电子地图也包含交通事故、拥堵等信息，但主要是道路级别的。也就是说，只知某条道路拥堵，不知哪个车道发生拥堵。而高精地图将包含车道级动态信息，更加精确。

自动驾驶汽车的多面助手

“汽车自动驾驶系统包括环境感知与定位、智能规划与决策、控制执行3大核心模块，高精地图又是各类感知系统中尤为关键的一环。”《智能运输系统智能驾驶电子地图数据模型与交换格式 第1部分：高速公路》征求意见稿编制说明中如此描述。

王淼告诉科技日报记者，高精地图对于汽车自动驾驶系统具有多方面意义。

在感知方面，高精地图为自动驾驶系统提供大量静态环境信息，可省去许多算力进行实时计算。在定位方面，高精地图可与GPS、北斗等全球卫星导航方式结合，帮助车辆定位其精确位置。在驾驶规划方面，由于高精地图包含实时、高精度的交通信息，可精确帮助自动驾驶系统进行驾驶规划。

“高精地图还有一个非常现实的意义，就是帮助自动驾驶汽车降低成本。”王淼说，如果没有高精地图，自动驾驶汽车需要装备昂贵的激光雷达或非常高端的芯片，会增加汽车成本，不利于量产。

正如上述征求意见稿编制说明所言，高精地图是“智能驾驶的关键性基础技术”，是否拥有高质量、高精度的电子地图直接影响自动驾驶行业的发展。毋庸置疑，绘制和维护高精地图，也需要一定技术门槛。

王淼告诉科技日报记者，高精地图在绘图时需要按照测绘、交通等行业的高精度标准来进行。首先需要使用高精度测量技术，如全球定位系统、惯性导航技术等。在感知环境时，需要使用大量高级别传感器，例如激光雷达、工业摄像机等。

“获取相关数据之后，还需要高度自动化能力对数据进行自动处理。因为在同等里程下，高精地图是传统导航电子地图数据量的上百倍，靠人工方法很难处理。”王淼说，此外还需要相关技术将高精地图实时发布到自动驾驶汽车上，并保证通信通道的安全性。

5G为高精地图带来机遇

“高速道路和城市道路可以使用高精地图的方法构建，但在没有道路的地方，地图怎么绘制?”黄华说，真正的自动驾驶系统除了高精地图，还需要即时的高精度定位与之匹配。

黄华解释说，高精地图是虚拟的电子地图，依赖GPS、北斗等定位系统确定车辆在电子地图中的位置。但由于目前的定位精度还不够高，在高楼遮挡等信号不好的情况下，不能在高精地图上准确定位。此外，如果仅依赖GPS、北斗等定位系统，则由于对高度信息的识别精度不够，在复杂的高架桥等环境下，也会导致定位不够准确。

“此时，需要使用视觉同时定位与地图构建(SLAM)技术。SLAM能凭借图像传感器对自动驾驶系统周围的图像信息进行计算，实时绘制地图并同时给出车辆的定位。”黄华说。

“我们绘制高精地图时，在某些全球定位系统信号不太好的区域，会使用SLAM技术进行局部修复或优化。”王淼告诉科技日报记者。

谈到5G，专家认为，它将为高精地图带来重要发展机遇。

在黄华看来，5G作为更新一代的通信技术，可以保证足够带宽，数据传输足够快，因此对高精地图的实时传输有很大帮助。毕竟在自动驾驶场景下，高精地图需要实时进行应用。

“5G能为高精地图的快速发布提供更好的通道，因为它更强调边缘通信和计算能力，我们可以将道路上发生的动态信息实时发布到相应车辆上，提升高精地图的实时性和准确性。”王淼说，当前国内大厂商提出的高精地图量产目标主要面向L3和L4级别的自动驾驶，这与目前通信基础设施的迭代升级节奏是相匹配的。

记者了解到，为满足相关政策法规要求，高精地图在采集完成后一般会进行加密偏移，最终保证一定的相对精度，而不是绝对精度。目前高精地图厂商所追求的相对精度是20厘米以内，以满足L3、L4级别的自动驾驶需求。

“目前，四维图新高精地图的数据来源分为3类：一类是以采集车为主导的高精地图采集设备，质量可靠但成本相对较高;第二类来自合作伙伴的数据补充;第三类则通过UGC数据进行数据更新。”王淼说，高精地图的产品定义已经明确，但成本依然较高，业内依然在探索如何用更加高效、经济、共享的方式将其构建出来。