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國內(nèi)首個L3級自動駕駛之城誕生,高精定位和高精地圖成為關(guān)鍵支撐
作為自動駕駛重要的感知傳感器,高精地圖和高精定位是L3級自動駕駛功能實現(xiàn)的關(guān)鍵支撐, 已基本成為L3車型的標(biāo)配。
基于ADAS和Tbox領(lǐng)域積累的開發(fā)經(jīng)驗,經(jīng)緯恒潤自主研發(fā)的高精地圖及定位系統(tǒng),集成實現(xiàn)了高精定位、高精地圖播發(fā)、時間同步、OTA等功能,能夠支持智能相機(jī)、激光雷達(dá)、輪速等信息輸入,能夠?qū)崿F(xiàn)車道級定位,能夠支持HWP、ALC、NOP等L2以上智能駕駛功能的實現(xiàn)。
· 支持L2+及以上的智能駕駛功能
· 能夠精確提供前方道路的詳細(xì)信息,例如道路曲率、坡度、車道線、地理圍欄等
· 支持高精地圖數(shù)據(jù)OTA升級
· 支持車道級定位
· 支持感知信息擴(kuò)展輸入(智能相機(jī)、激光雷達(dá)等)
· 支持高精時間同步(CAN、Ethernet)
經(jīng)緯恒潤高精地圖及定位系統(tǒng)已于2019年搭載廣汽埃安AION LX成功量產(chǎn),是國內(nèi)較早實現(xiàn)量產(chǎn)落地的高精地圖及定位系統(tǒng),目前還成功配套于紅旗、上汽、長城、江淮等主流客戶,產(chǎn)品性能得到了客戶們的廣泛認(rèn)可。
科技發(fā)展日新月異,未來充滿未知與挑戰(zhàn)!經(jīng)緯恒潤將繼續(xù)憑借優(yōu)秀的技術(shù)團(tuán)隊和持續(xù)創(chuàng)新的進(jìn)取精神,與所有客戶一起攜手并進(jìn),砥礪前行,為汽車智能化的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的一份力量!
經(jīng)緯恒潤智能駕駛產(chǎn)品線涵蓋環(huán)境感知系統(tǒng)、決策規(guī)劃系統(tǒng)和控制執(zhí)行系統(tǒng),具備向上集成完整智能駕駛方案的軟硬件產(chǎn)品基礎(chǔ),是目前國內(nèi)少數(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)覆蓋智能駕駛電子產(chǎn)品、研發(fā)服務(wù)及解決方案、高級別智能駕駛整體解決方案,能夠提供智能駕駛?cè)珬J浇鉀Q方案的供應(yīng)商。未來,經(jīng)緯恒潤將緊跟汽車行業(yè)發(fā)展大勢,堅持自主創(chuàng)新,努力為國內(nèi)外客戶提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和服務(wù),為汽車行業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的一份力量!
展開 高精地圖構(gòu)建與SLAM感知優(yōu)化建圖策略
基于視覺感知的SLAM基礎(chǔ)建圖構(gòu)建
在SLAM算法構(gòu)建中,前視攝像頭/激光雷達(dá)化身“智能采集終端”,眾包生產(chǎn)“動態(tài)高精地圖數(shù)據(jù)”,動態(tài)高精地圖的本質(zhì)是實時交通數(shù)據(jù)的時空載體,眾包數(shù)據(jù)是高頻更新的核心。主要通過如下幾個步驟進(jìn)行實時建圖:
1)實時構(gòu)建高精度地圖:即基于視覺或激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)建圖,并與云端融合冷啟動從0-1構(gòu)建全路網(wǎng)高精地圖提升高精地圖“廣度”。
2)更新高精地圖元素:通過要素關(guān)聯(lián)與變化檢測發(fā)現(xiàn)地圖元素的變化并實時更新,以確保高精地圖的“鮮度”;
3)自建 “ 記憶地圖 ”:通過自建局部記憶地圖支持記憶泊車、園區(qū)記憶式自動駕駛“記憶地圖”提升駕駛體驗;
4)上報事件型動態(tài)信息:通過事件型動態(tài)信息采集與上報(施工、擁堵、事故等)構(gòu)建高精地圖“動態(tài)信息層”。
如上圖表示了一種典型的視覺SLAM技術(shù)方案框圖,其中整個智能駕駛攝像頭(包含前視、側(cè)視、環(huán)視以及后視攝像頭等)形成SLAM的輸入數(shù)據(jù)端,使用單目相機(jī)的 SLAM 稱為單目視覺 SLAM,單目相機(jī)使用一個攝像頭進(jìn)行移動機(jī)器人的定位,由于單目攝像頭只能獲取周圍環(huán)境的二維信息,無法給出物體的深度信息,因此會帶來尺度不確定的問題。使用雙目相機(jī)的 SLAM 稱為雙目視覺 SLAM,也稱為立體視覺 SLAM,它可以通過比較兩個攝像頭圖像的差異判斷物體的遠(yuǎn)近,獲得物體的深度信息。通過中央處理器對輸入圖像進(jìn)行感知、分割、檢測、跟蹤等操作,輸出給導(dǎo)航網(wǎng)絡(luò)端進(jìn)行語義建圖及匹配定位,同時通過目標(biāo)識別形成相應(yīng)的ADAS系統(tǒng)目標(biāo)屬性。最后分兩方面進(jìn)行輸出:其一是通過太網(wǎng)連接高精地圖盒子,其接收到相應(yīng)的局部地圖建圖結(jié)果后,更新地圖底圖。其二是通過輸出給MCU(微處理器單元)進(jìn)行融合定位及車輛控制。
展開 高精地圖構(gòu)建與SLAM感知優(yōu)化建圖策略
作者 | Aimee
高精度地圖對自動駕駛系統(tǒng)功能研發(fā)的影響已經(jīng)越來越明顯,整體上來講主要包含但不僅限于提升車端感知性能、拓展自動駕駛新功能、動態(tài)建圖等相關(guān)應(yīng)用。具體體現(xiàn)在如下幾個重要方面:
如上所述提升車端感知能力是通過先驗感知的高精度定位引入地圖信息補(bǔ)充獲取車道線、交通標(biāo)志等交通要素從而提供超距感知:不受距離、遮擋的限制。同時,通過提供車道與交通要素(交通標(biāo)志、交通燈、路面箭頭)的對應(yīng)關(guān)系,獲取復(fù)雜路況先驗信息。
圖片來源:地平線
地圖作為智能駕駛唯一的超距傳感器,突破空間、時間的限制,可以說地圖是通過定位實現(xiàn)的智能駕駛的“知識圖譜”。高精度定位本質(zhì)上是“知識圖譜讀取”,高精度建圖可以實現(xiàn)“知識記憶”實時更新。通過高精度匹配定位引入地圖從而獲取環(huán)境信息,為車輛提供超傳感器距離的感知能力,拓展多種復(fù)雜功能場景ODD,是ADAS系統(tǒng)向高級別智能駕駛演變的核心。總體來說,通過高精度匹配定位引入地圖獲取環(huán)境信息,可以拓展多種復(fù)雜功能場景自動駕駛設(shè)計運(yùn)行使用范圍。
高精地圖眾包采集方案
動態(tài)高精地圖的本質(zhì)是實時交通數(shù)據(jù)信息的時空載體,眾包數(shù)據(jù)是高頻更新的核心。眾包更新能夠?qū)?em>地圖更新的時間壓縮到分鐘級,高精地圖實時構(gòu)建與動態(tài)信息觀測采集,構(gòu)建起未來智能網(wǎng)聯(lián)汽車數(shù)據(jù)生態(tài)系統(tǒng)。
高精地圖模型分為四個圖層,每個圖層更新的頻率不同,可以支持不同功能應(yīng)用場景。圖商采取分級采集的方案,滿足高精地圖不同圖層的更新需求,主要包含如下幾種采集方案:
專業(yè)采集:通過高精地圖底圖,每月更新一次,其精度為10cm;
行業(yè)眾包采集:其地圖更新、施工、交通管制信息等按照每小時更新,精度50cm左右;
社會眾包采集:包含基于底圖坐標(biāo)的準(zhǔn)實時更新、車流量、人流量、天氣等。
展開 集中式自動駕駛控制域中的高精地圖數(shù)據(jù)解析算法
概述
面向自動駕駛場景,高精度地圖讓自動駕駛車輛人性化地理解不斷變化的現(xiàn)實環(huán)境,通過云端實時更新的多圖層高精度地圖數(shù)據(jù),在自動駕駛車感知、定位、 規(guī)劃、決策等模塊起到重要作用。當(dāng)前高精度地圖的數(shù)據(jù)處理方式主要是放在自己單獨(dú)的地圖盒子里面進(jìn)行前端處理,包含將原始高精地圖的建圖數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析分解形成自動駕駛域控制器可用的數(shù)據(jù)。
這一過程我們通常稱之為EHP(Electronic Horizon Provider)數(shù)據(jù)到EHR(Electronic Horizon Reconstructor)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化。EHP是ADASIS協(xié)會的一個標(biāo)準(zhǔn),這個標(biāo)準(zhǔn)它主要是為了解決在CAN總線上各模塊異構(gòu)的問題,能夠以CAN總線消息的方式,向以太網(wǎng)或者向CAN總線發(fā)送這個地圖數(shù)據(jù),告訴所ECU前方的情況是什么樣。所以它也叫EHP,eHorizon也就是電子
地平線
。車輛通過EHP它就能夠知道前方的路況怎么樣,前方是不是有比較大的彎道,前方限速是不是有變化或者是不是車輛馬上該出主路了等等。然后用EHP播發(fā)地圖時相當(dāng)于把一個地圖的語言轉(zhuǎn)成一個汽車的語言。而實際上,在自動駕駛中央域控制器單元中,還是無法直接利用高精地圖地平線直接的播發(fā)EHP數(shù)據(jù),而是需要在終端進(jìn)行重構(gòu),重構(gòu)后的Can數(shù)據(jù)才能真正的為自動駕駛系統(tǒng)所用。其中,該重構(gòu)的過程包含了電子地平線數(shù)據(jù)的提取、存儲、同步和格式轉(zhuǎn)化等幾個過程,這個詳細(xì)的數(shù)據(jù)處理模塊也正是放在高精度地圖盒子里的。
下一代自動駕駛系統(tǒng)高精定位架構(gòu)
為了適應(yīng)下一代自動駕駛系統(tǒng)的開發(fā)需求,我們實際是把如上數(shù)據(jù)處理過程放入了中央控制單元進(jìn)行。所有的開發(fā)算法需要由自動駕駛AI/SOC芯片或者M(jìn)CU芯片來承擔(dān)。
展開 
一汽陳雪娟:主機(jī)廠量產(chǎn)之前為什么要自研L4高精地圖?
南京公司自動駕駛開發(fā)業(yè)務(wù)
換個視角看高精度地圖
常規(guī)情況下,主機(jī)廠高精地圖部門僅僅是需求提出方,向各類圖商提出自家要求,并不具備自主建圖的能力,甚至修改地圖的能力也不具備。由于高精地圖目前沒有行業(yè)統(tǒng)一標(biāo)注標(biāo)準(zhǔn),各家對高精地圖元素信息的利用率不同,因而造成千人千面,需求各不相同,業(yè)務(wù)重點(diǎn)也不盡相同。另外,圖商雖有信息豐富的高精地圖原始數(shù)據(jù),卻多根據(jù)需求開放指定元素信息。
一汽南京公司對高精地圖業(yè)務(wù)的定位十分清晰,也與圖商以及其他主機(jī)廠形成了明顯的不同。在公司戰(zhàn)略規(guī)劃中,高精度地圖模塊旨在輔助整個公司的自動駕駛,不僅僅是大多數(shù)主機(jī)廠理解的購買高精地圖,或是購買高精地圖軟件,而是要做高精度地圖定制軟件,根據(jù)自家不同研發(fā)階段的需求,在短時間內(nèi)隨時豐富道路屬性以及快速對現(xiàn)有地圖進(jìn)行修改。整個地圖部門的三大板塊業(yè)務(wù)包括:地圖制作、地圖引擎、地圖質(zhì)量檢查。
三大業(yè)務(wù)板塊
地圖制作:
具備自己的小規(guī)模地圖制作能力。
但這樣的地圖制作與晶眾或四維圖新這樣的大廠商的發(fā)展方式不同,圖商需要的是自動化建圖,規(guī)模化的自動化建圖能力,更小的地圖精度誤差,以及更重要的合法合規(guī)生產(chǎn)交付地圖周期。
法規(guī)的限制決定了把地圖交給圖商制作周期比較長,在快速迭代,不斷嘗試的研發(fā)上半場,這種購買方式不能及時響應(yīng)自己的需求,所以需要自己內(nèi)部有一個非常小的建圖團(tuán)隊,以支撐感知、定位、控制規(guī)劃提出的需求,快速響應(yīng)。
陳雪娟舉例說,根據(jù)需求實現(xiàn)的難易程度,目前做到了最快2小時完成一版專用功能的測試地圖交付使用,基本上達(dá)到了上午需求提出方和地圖團(tuán)隊碰頭,理解雙方意圖,接下來開發(fā)功能和地圖,下午便可以完成地圖制作,開始上線測試。
展開 中國高精地圖未來發(fā)展趨勢
還有一種商業(yè)可能,有點(diǎn)類似現(xiàn)在車輛網(wǎng)模式,車企賣給用戶的時候前面兩年流量費(fèi),后面用戶需要使用互聯(lián)網(wǎng)功能,就自己繳納流量費(fèi)用,這個高精度地圖到了一定量級也完全可以采用這種模式,基本的高精度地圖費(fèi)用由車企買單(當(dāng)然羊毛出在羊身上,最終體現(xiàn)還是在用戶身上),但是后續(xù)的高精度使用及更新地圖部分的費(fèi)用由用戶來買單,而且如果使用量級大了以后,可以按照使用次數(shù)或者包月等靈活的使用費(fèi)用。
這樣的好處就是車企不用一次性付很大一筆費(fèi)用給到地圖廠家,這樣賣到消費(fèi)者手里的費(fèi)用就不會那么貴,就好比賣你一個手機(jī),把20年后的套餐費(fèi)一次性讓用戶繳納了,這樣用戶也覺得價格貴。類似于買特斯拉,我買這個車具有FSD輔助駕駛功能,我想用的時候才繳費(fèi),按照月或者使用的次數(shù)來付費(fèi)(當(dāng)然這個是我預(yù)測特斯拉軟件收費(fèi)的模式),這樣用戶使用非常靈活,對于地圖廠家也方便,非常靈活,市場也擴(kuò)大了。
當(dāng)然未來智能座艙在L3級別車型落地后,高精度地圖還有很多商業(yè)方案可以落地的地方,比如把手機(jī)的閉環(huán)商業(yè)方案可以搬移到車上,通過地圖上可以買票,下單、支付等一系列場景,那么可能高精度地圖都不收費(fèi)了,當(dāng)然是理想情況,現(xiàn)實5-10年不可能實現(xiàn)。
其實在國內(nèi)做高精度地圖中最有商業(yè)閉環(huán)的是滴滴,無論是高精度地圖還是自動駕駛算法,最終都是為了跑無人出租車,滴滴本身這么大的打車業(yè)務(wù),可以支持這個市場的前景,關(guān)鍵還可以通過滴滴車輛產(chǎn)生眾包的地圖生產(chǎn)更新,這個還可以賺錢或者更新優(yōu)化自家的高精地圖,滴滴從商業(yè)邏輯上對于高精度地圖最具有想象力。
在人類的發(fā)展史上,利用科技進(jìn)步,后世的人總能實現(xiàn)過去的神話,例如登月。
我們可以樂觀的相信,隨著制造業(yè)和通訊技術(shù)的發(fā)展,大范圍低成本的實現(xiàn)高精地圖的生產(chǎn)指日可待。
展開 眾包設(shè)備量產(chǎn)高精地圖的探索及其在自動駕駛中的應(yīng)用
個人簡介:孫剛,Momenta研發(fā)副總裁,中國科學(xué)院計算機(jī)視覺專業(yè)博士,高精地圖領(lǐng)域、大規(guī)模圖像識別領(lǐng)域、高性能并行計算領(lǐng)域?qū)<遥琁mageNet 2017圖像分類冠軍和2016 場景分類亞軍,多篇論文曾發(fā)表于CVPR/IJCAI等國際頂級學(xué)術(shù)會議,在人工智能領(lǐng)域擁有超過十年的研發(fā)和管理經(jīng)驗。
Momenta成立于2016年,是中國自動駕駛領(lǐng)域首家估值超過10億美金的獨(dú)角獸,《麻省理工科技評論》2019全球最聰明50家公司。
面向未來的智能駕駛關(guān)鍵設(shè)計要素:融合定位
前文所述了關(guān)于高精地圖數(shù)據(jù)如何生成可以為自動駕駛控制器處理的相關(guān)數(shù)據(jù)方式流程,我們知道高精地圖所處理的原始數(shù)據(jù)為EHP數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)實際包含如下主要的數(shù)據(jù)支撐:
1:接收的外部GPS位置信息;
2:位置信息匹配到地圖;
3:建立路網(wǎng)拓?fù)湫畔ⅲ? 4:通過CAN發(fā)送數(shù)據(jù);
5:融合部分導(dǎo)航數(shù)據(jù);
該數(shù)據(jù)一般是通過千兆以太網(wǎng)從HDMap感知端直接處理完成后輸入至高精地圖中央處理單元的,該中央處理單元我們稱之為“高精地圖盒子”。通過地圖盒子對數(shù)據(jù)的進(jìn)一步處理(這個實際的處理過程我們將在后續(xù)的文章中進(jìn)行具體說明),可以轉(zhuǎn)化為可以滿足自動駕駛控制器處理的EHR(實際為CanFD)數(shù)據(jù)。
對于下一代自動駕駛系統(tǒng)而言,我們致力于將高精地圖的信息綜合接入自動駕駛域控制器進(jìn)行整體處理,這一過程意味著我們自動駕駛域控制器需要接續(xù)地圖盒子所要進(jìn)行的所有數(shù)據(jù)解析工作,那么我們需要重點(diǎn)考慮以下幾點(diǎn):
1)自動駕駛域控制器AI芯片能否處理包含高精地圖所需要的所有傳感器數(shù)據(jù)?
2)高精定位地圖的邏輯運(yùn)算單元是否具備足夠的算力執(zhí)行傳感器數(shù)據(jù)信息融合?
3)整個底層操作系統(tǒng)是否滿足功能安全需求?
4)AI芯片與邏輯芯片采用怎樣的連接方式可以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕珽thernet 還是 CanFD?
為了回答如上問題我們需要分析如下圖所示的控制器處理高精地圖數(shù)據(jù)方式。
SOC作為自動駕駛系統(tǒng)的AI芯片,在未來高精地圖數(shù)據(jù)處理中主要承擔(dān)傳感數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)處理,包含攝像頭數(shù)據(jù)、激光雷達(dá)數(shù)據(jù)、毫米波數(shù)據(jù)等。
展開 高精度地圖如何進(jìn)行數(shù)據(jù)播發(fā)?如何與自動駕駛控制器進(jìn)行信息交互?
高精地圖作為自動駕駛系統(tǒng)不可或缺的頂級傳感器配置,在自車環(huán)境感知方面,可以提供大量有效的靜態(tài)環(huán)境信息以及部分動態(tài)環(huán)境信息,可為自動駕駛控制器省去許多算力并進(jìn)行實時計算。在定位方面,與GPS、北斗等全球衛(wèi)星導(dǎo)航方式結(jié)合,幫車輛定位其精確位置。在駕駛規(guī)劃方面,由于高精地圖包含實時、高精度的交通信息,可精確幫助自動駕駛系統(tǒng)進(jìn)行駕駛規(guī)劃。對于高精地圖的基礎(chǔ)采集原理、建圖原理及輸出信號等已經(jīng)有不少文獻(xiàn)進(jìn)行過相應(yīng)的分析說明,本文著重從自動駕駛開發(fā)的角度說明高精地圖如何進(jìn)行數(shù)據(jù)播發(fā),自動駕駛控制器如何對來自以太網(wǎng)的高精地圖信號進(jìn)行轉(zhuǎn)化,以確保轉(zhuǎn)化后的數(shù)據(jù)能夠為其所用。此外,文章會詳細(xì)講解根據(jù)高精地圖的輸出數(shù)據(jù),如何進(jìn)行自動駕駛圍欄設(shè)置。
高精地圖播發(fā)與數(shù)據(jù)重構(gòu)
當(dāng)高精地圖信息以一定的形式播發(fā)出來時,自動駕駛控制器如何對該高精地圖信息進(jìn)行利用是自動駕駛系統(tǒng)架構(gòu)的數(shù)據(jù)感知處理單元需要首先處理的問題,即地圖數(shù)據(jù)傳遞到ADAS系統(tǒng)應(yīng)用需要一個分解、傳輸再重構(gòu)的過程,如下圖表示了相關(guān)的播發(fā)和重構(gòu)原理圖。
AHP(ADAS Horizon Provider)即電子地平線,作用是為ADAS 應(yīng)用提供超視距的前方道路和數(shù)據(jù)信息。提取地圖及位置信息生成ADAS Horizon數(shù)據(jù),通過總線傳輸?shù)紸DAS控制器,ADAS控制器中有一個重構(gòu)單元AHR(ADAS Horizon Reconstructor),AHR用于解析AHP 發(fā)出的消息并重建地圖數(shù)據(jù),供終端 ADAS 應(yīng)用模塊使用。即將收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行重構(gòu)變成ADAS系統(tǒng)可以看懂的數(shù)據(jù)。目前ADASIS已發(fā)布V3版本支持包含車道在內(nèi)的高精地圖數(shù)據(jù),支持車載以太總線傳輸。
展開 無人車業(yè)務(wù)中的視覺三維重建
來源 | 美團(tuán)無人配送
業(yè)務(wù)背景
1.1 自動駕駛與高精度地圖
高精地圖也稱為高分辨率地圖(High Definition Map, HDMap)或者高度自動駕駛地圖(Highly Automated Driving Map, HAD Map)。近些年,隨著自動駕駛技術(shù)以及業(yè)務(wù)的蓬勃發(fā)展,高精地圖成為了實現(xiàn)高等級自動駕駛必不可少的數(shù)據(jù)。
高精地圖是一類擁有精確的地理位置信息和豐富的道路元素語義信息的地圖數(shù)據(jù),能起到構(gòu)建類似于人腦對于空間的整體記憶與認(rèn)知功能,可以幫助自動駕駛車輛預(yù)知路面復(fù)雜信息,如坡度、曲率、航向等,更好的規(guī)避潛在的風(fēng)險。是實現(xiàn)自動駕駛的關(guān)鍵所在。
高精地圖以精細(xì)描述道路及其車道線、路沿、護(hù)欄、交通燈、交通標(biāo)志牌、動態(tài)信息為主要內(nèi)容,具有精度高、數(shù)據(jù)維度多、時效性高等特點(diǎn)。為自動駕駛汽車的規(guī)劃、決策、控制、定位、感知等應(yīng)用提供支撐,是自動駕駛解決方案的基礎(chǔ)及核心。
高精地圖與普通的導(dǎo)航地圖不同,主要面向自動駕駛汽車,通過車輛自身特有的定位導(dǎo)航體系,協(xié)助自動駕駛系統(tǒng)完成規(guī)劃、決策、控制等功能,以及解決自動駕駛車輛計算性能限制問題,拓展傳感器檢測范圍。
通俗來講,高精地圖是比普通導(dǎo)航地圖精度更高,數(shù)據(jù)維度更廣的地圖。其精度更高體現(xiàn)在地圖精度精確到厘米級,數(shù)據(jù)維度更廣則體現(xiàn)在地圖數(shù)據(jù)除了道路信息以外還包括與交通相關(guān)的周圍靜態(tài)、動態(tài)信息。
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張弛主要是做 3D 立體視覺技術(shù),也就是通過攝像頭來做平面圖像的 3D 立體成像,這在自動駕駛上則是重大的用處,攝像頭對 3 維度空間的感知要求很高,這個技術(shù)可以解決感知上眾多問題。
看到這我們其實就有了一個基礎(chǔ)的了解了,他們 4 個人的技術(shù)涵蓋了計算機(jī)是視覺中的定位、感知、場景重建以及 AI 圖像識別,而這些可以技術(shù)可以完美的復(fù)用在自動駕駛領(lǐng)域,從深動科技做以高精地圖為核心的感知、定位、決策的自動駕駛解決方案也能看出。
了解了背景完美需要看看,深動科技具體的技術(shù)方向與能力。
精度高、低成本的技術(shù),5 億不貴
我們都知道自動駕駛技術(shù)一般被分為感知、規(guī)劃、控制單個部分,這三個部分每個部分都能分出無數(shù)個技術(shù)細(xì)節(jié),但在自動駕駛大的技術(shù)框架內(nèi)地圖和定位也是非常重要的。
按照現(xiàn)在小鵬 NGP、蔚來 NOP 的工作邏輯來看,就是車輛根據(jù)地圖(或高精地圖)來做一個行進(jìn)路線的規(guī)劃,然后通過感知攝像頭來做環(huán)境識別,通過感知數(shù)據(jù)的計算分析得出交通參與者信息,系統(tǒng)根據(jù)計算結(jié)果來做執(zhí)行控制指令輸出,車輛才可以做出動作。
而現(xiàn)在 NGP 能夠做到高速場景下的車輛自主輔助駕駛,最大的原因就是加入了高精地圖與高精地位,這樣車輛可以獲取精準(zhǔn)的定位與豐富的路況信息,來輔助自動調(diào)節(jié)限速與主動超車。
這就是高精地圖與高精定位的重要性,而問題是,傳統(tǒng)高精地圖的數(shù)據(jù)獲取需要用激光雷達(dá)車輛先對真實路面進(jìn)行掃描然后配合千尋網(wǎng)絡(luò)的 RTK 定位模塊來實現(xiàn)相應(yīng)功能,這里面的問題是成本太大。
而深動科技則是在地圖定位與感知這兩個方向上設(shè)計了一套架構(gòu):通過攝像頭、GPS、IMU模塊等傳感器,實現(xiàn)車輛 3D 感知、高精地圖繪制以及定位的解決方案。
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L4級自動駕駛系統(tǒng)的技術(shù)趨勢及難點(diǎn)
從下圖中可知,高精地圖匯集了包含一般地圖(傳統(tǒng)導(dǎo)航地圖、ADAS地圖、地圖引擎),車身傳感器(輪速傳感器、轉(zhuǎn)向角傳感器),自動駕駛傳感器(激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、攝像頭)的所有輸入信號,并通過一定的算法進(jìn)行融合,擬合輸出的車道信息應(yīng)該具備最優(yōu)的探測結(jié)果性能。同時,在探測過程中,高精地圖對車輛環(huán)境認(rèn)知具備最優(yōu)性能。
要了解L4級自動駕駛?cè)绾斡脠D,就必須了解自動駕駛對高精度地圖的哪些信息比較關(guān)注。通常情況下,高精地圖能夠為自動駕駛提供的設(shè)計運(yùn)行范圍ODD信息,它是整個高精地圖的需求核心。在L4級自動駕駛系統(tǒng)中對于ODD相關(guān)的車輛環(huán)境信息需求將比L3級自動駕駛更為復(fù)雜,其對系統(tǒng)的影響結(jié)果也將更加顯著,我們在設(shè)計過程中需要充分考慮到。如下表羅列了針對L4級自動駕駛系統(tǒng)功能所能產(chǎn)生的一系列定位或建圖需求。
展開 高精度地圖發(fā)展與限制
2019年,自動駕駛的春天艷陽高照,風(fēng)投紛至沓來,企業(yè)百花齊放,似乎滿大街都是自動駕駛的測試車,自動駕駛的確有很多法律上和技術(shù)上的未定因素,導(dǎo)致其充滿變數(shù),但它推動了高精地圖的民用化。導(dǎo)航必然需要地圖,普通導(dǎo)航地圖十米、甚至百米的精度,根本無法滿足無人自動駕駛的需求。
在自動駕駛的浪潮下。
互聯(lián)網(wǎng)巨頭們在做高精地圖,高德、百度、騰訊,在地圖產(chǎn)業(yè)的旗下,都有自己的高精地圖事業(yè)部門,京東、滴滴、美團(tuán)等,也都有做高精地圖的團(tuán)隊。
傳統(tǒng)地圖數(shù)據(jù)生產(chǎn)商,四維圖新一直根植其中。
通訊業(yè)巨頭,華為、小米也都在做高精定位和高精地圖。
車企更是惶不多讓了,上汽集團(tuán)、吉利汽車等等。
更別說那些概念性的短命新興科技公司了。
入局、破局,發(fā)展,抽身,成敗蕭何,關(guān)鍵性的問題就是,有錢有人嗎?
2021年,自動駕駛熱度已經(jīng)不如18年19年那么瘋狂了,還能在這個行業(yè)中留下并堅持的,都是財力雄厚的大廠。
高精地圖這個行業(yè)肯定是要發(fā)展的,因為技術(shù)的發(fā)展永遠(yuǎn)會超越我們的想象。
但如何發(fā)展,我們可能要翻看一番,毛主席的《論持久戰(zhàn)》了。
看到這里不是有毛病吧,互聯(lián)網(wǎng)公司進(jìn)來是好事啊,相當(dāng)于鯰魚攪動市場,為啥還帶來危機(jī)呢,你想想滴滴,美團(tuán)哪個不是壟斷后開始提價,價格就不提了。
其實每家互聯(lián)網(wǎng)公司進(jìn)來做高精度地圖的目的還不一樣,你看京東做高精度地圖就是為了做物流運(yùn)輸,做一些低速的配送,這個地圖所要求的精度和自動駕駛的精度還不在同一個等級,而華為進(jìn)來做高精度地圖肯定是做自動駕駛的高精度地圖。
所以我們看到地圖可以顯著提升自動駕駛成功率、安全性、駕駛體驗。
展開 國內(nèi)外高精度地圖發(fā)展現(xiàn)狀
2、高德地圖:
首家商業(yè)化高精度地圖企
高德地圖成立于2001 年,是一家總部位于中國的導(dǎo)航電子地圖內(nèi)容和位置服務(wù)解決方案提供商,具備國家甲級導(dǎo)航電子地圖測繪和甲級航空攝影的“雙甲”資質(zhì),其優(yōu)質(zhì)的電子地圖數(shù)據(jù)庫是公司的核心競爭力。2010年高德地圖赴美上市。2014年高德地圖被阿里收購并退市。2016年高德地圖開始在高精度地圖上布局。
目前該公司已經(jīng)實現(xiàn)覆蓋中國超過30萬公里的高速及城快公路的高精度數(shù)據(jù)采集,實現(xiàn)絕對精度50厘米,相對精度10厘米,在采集里程和數(shù)據(jù)精度方面處于行業(yè)領(lǐng)先地位。公司在2018年與凱迪拉克合作推出SUPER CRUISE 超級智能駕駛系統(tǒng),成為全球第一個將高精度地圖用于智能駕駛技術(shù)的企業(yè),同時獲得了吉利在智能駕駛方面的訂單。2019年4月,高德地圖宣布與每年不超過100元的成本價格,向合作伙伴提供標(biāo)準(zhǔn)化高精度地圖,加快高精地圖基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)程。
除了商業(yè)化落地,高德地圖公布了高德的高精度地圖技術(shù)路線圖,三步走加速自動駕駛的商業(yè)化進(jìn)程。高德為自動駕駛提供的高精度地圖解決方案是一個完整體系,包括了地圖及定位系統(tǒng)、云服務(wù)、車輛控制系統(tǒng)、車載硬件甚至車載信息娛樂系統(tǒng)之間的多向交互。從技術(shù)發(fā)展上看,高德的高精度地圖技術(shù)發(fā)展將經(jīng)歷三個階段。
第一階段的關(guān)鍵詞是高精數(shù)據(jù),其核心是建立能夠滿足商業(yè)化需求,實現(xiàn)高精度地圖數(shù)據(jù)采集和更新的流水線。
第二階段的關(guān)鍵詞是融合定位,重點(diǎn)是利用高精度地圖數(shù)據(jù)及環(huán)境信息,實現(xiàn)基于差分和高精慣導(dǎo)、航位推算等手段的高精絕對定位能力,以及基于視覺識別、點(diǎn)云匹配等手段的高精相對定位能力。
展開 自動駕駛汽車是如何利用高精度地圖和高精度定位來進(jìn)行“導(dǎo)航”的
①感知層首先要感知周圍環(huán)境,高精地圖用于環(huán)境感知,能夠與激光雷達(dá)、攝像頭等感知設(shè)備輸出結(jié)果形成冗余,提高識別的準(zhǔn)確度。此外,高精地圖信息能夠為感知設(shè)備識別提供輔助信息。例如,通過高精度地圖,已知汽車在當(dāng)前位置附近有紅綠燈,再通過攝像頭、雷達(dá)設(shè)備感知該紅綠燈存在的準(zhǔn)確率能夠有所提升。
②除了感知周圍環(huán)境,自動駕駛的車輛同時要實現(xiàn)自我感知,即知道“我在哪”。利用高精度地圖&高精度定位(絕對位置+相對位置)是自動駕駛汽車定位解決方案的定位模式。
以激光雷達(dá)點(diǎn)云匹配的定位方案為例:一方面,車載激光雷達(dá)掃描獲得點(diǎn)云數(shù)據(jù),并提取數(shù)據(jù)中包含的環(huán)境特征;另一方面,車輛從“ GNSS + RTK + IMU ”定位組合中獲得車輛位置的預(yù)測值,從高精地圖中獲取該位里附近的環(huán)境特征,之后將掃描識別的環(huán)境特征與高精地圖記述的環(huán)境特征做匹配融合,獲取車輛當(dāng)前場景下精確的位置信息。高精定位方案中,共有三部分相互重盈的定位子系統(tǒng):
一、衛(wèi)星定位,包括RTK 定位技術(shù)、地基增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)等;
二、航位推算引擎,包括 IMU 、車身里程計、以及車輛控制系統(tǒng)的總線信息;
三、基于高精地圖的相對位置。
三部分之間信息相互藕合,結(jié)果相互冗余,從而保證定位的精度和可靠性。
我們來看看行業(yè)最具代表性的百度Apollo 2.0的多傳感器高精度定位的實現(xiàn)方式。
按照百度 APollo的劃分,適用于自動駕駛汽車的定位技術(shù)可由六部分組成,分別為:
慣性導(dǎo)航(定位)、衛(wèi)星定位、磁力導(dǎo)航(定位)、重力導(dǎo)航(定位)、激光點(diǎn)云定位、視覺定位。
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