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你们知道为什么自动驾驶汽车离不开高精地图吗

2021-12-03 14:37:00

蘑菇说：在一块划定的区域，提供媲美出租车老师傅的导航功能——这形象地解释了高精地图在自动驾驶系统中的作用。本期《蘑菇说》带你了解为什么自动驾驶汽车离不开高精地图。

关于高精地图，业内一直有个形象的比喻：装备高精地图的自动驾驶系统仿佛一个开了20年出租的老师傅，不仅车技好，脑子里还有一张“活地图”。

反之，则像初来乍到的外地师傅，虽车技了得，但对当地大街小巷一无所知。这形象地解释了高精地图在自动驾驶系统中的作用：在一块划定的区域，提供媲美出租老师傅的导航功能。

人类通过GPS和鲜明的地标来熟悉新环境和认路，自动驾驶汽车则靠GPS和内容详尽丰富、持续更新的高精地图来导航，以及定位。手机GPS定位坐标往往与真实距离存在数米误差，工程师需要想办法用其他技术手段弥补GPS的低精度。

高精地图的地理编码信息通常能精确到厘米级，这为GPS定位提供了极大的辅助。因此，早期的自动驾驶汽车都比较注重数字地图的数据存储，例如谷歌早期对其自动驾驶路测车的定位就是做高精地图数据采集。

高精地图是详细、精确的模型，提供某个区域最重要的地表特征信息。它既能反映大型地理特征，像高山湖泊，也能反映树木和人行道分布，十字路口的车道线、路口交叉点、施工地段甚至路口宽度。

是否显示车道线是区分高精地图与普通手机地图最简单的方法之一，否则我们就不会在开车的时候听到“请沿中间车道行驶”的导航提示了。

一般情况下，手机导航确实没必要精确到车道线。但自动驾驶最基础的自主变道功能就离不开地图上标注的清晰的车道线。

除了更丰富的路面标识，高精地图还贡献了三维立体和实时更新的动态图像，堪比二郎神杨戬从天而降、随时张开的“天眼”，将自动驾驶感知系统难以判断的奇异形状物体尽收眼底。

就像搭乘老司机的出租车能避免很多麻烦，高精地图这双“天眼”也帮自动驾驶省事不少。在那些时常冒出特殊交通规则的路段（限时公交专用车道、潮汐车道），感知系统大多时候无需为交通标识分心，只在前方有交通灯或突然冒出一辆大卡车时，才需要启用传感器识别深度学习算法。

在那些需要堆大量算法算力才能理解各种奇异交通规则的场景，比如环岛、高架、小区内部道路，车辆也能借助“天眼”提前规划路径。

一面节省算力资源，一面提高决策准确率，还能提高感知硬件的整体寿命。某种程度上，这体现了机器系统安全冗余的通用设计原则。

尽管高精地图百般武艺，但人类大脑惊人的“自动更新、自动修正”能力，还是让任何软件工程师和制图员都嫉妒不已。更新高精地图是一项艰苦而昂贵的作业，每隔一段时间就得载着昂贵的摄像机和激光雷达走遍每个地方。

采集结束后，还有数十道复杂的地图标注工艺产线横亘在工程师眼前。如此才能最终形成存储数百万地形细部的庞大数据库。每个数据都包含地理位置、大小、方位等信息。

有些自动驾驶研发部门正在采用众包采集的方式，利用已经跑在路上装有雷达和摄像头的车收集数据并上传。至于地图工艺，就直接买国际车厂成熟的地图工艺产线，数据也直接用开源数据集也未尝不可。

不过，更高级的方式是在源头创新。蘑菇车联正在做这样的尝试。它培养了一批在高精地图领域写论文的人。他们采用比传统GPS更先进的定位逻辑，从零搭建成本更低、工艺更新的地图产线，实现同样甚至更出彩的准确率和地图采集效率。

未来，在自动驾驶规模落地的过程中，高精地图成本、准确率和效率或许会同时成为评估自动驾驶实力的指标。