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自动驾驶高精度地图或形成三种商业化落地路径

发布日期:2020-03-30

核心观点:

  

高精度地图市场规模巨大,国内市场即将打开。集中制图模式可满足L3级自动驾驶对地图更新的频率要求,其商业化落地受制于自动驾驶上路法律法规。面向L4/L5级自动驾驶,众包制图与车路协同制图尚不具备量产条件。未来可从基础平台建设、标准制定、测试示范等方面推动高精度地图商业化落地。

  

  


  
2月11日,福特汽车公司宣布选择易图通作为福特中国的自动驾驶高清地图供应商,易图通将为福特的Connected Blue Zone提供自动驾驶高精度地图服务。由于我国法律禁止外国机构从事导航电子地图编制活动,因此外国或合资品牌要想在中国使用高精度地图,就必须和国内本土的图商进行合作。此前,通用、宝马等公司分别选择高德、四维图新等图商针对其在国内量产车型开展高精度地图商业化合作。
  
高精度地图作为高级别自动驾驶的基础设施,可以通过目标匹配实现车道级**定位,提升定位精度,并辅助自动驾驶车辆进行路径规划,选择**行车路线。根据广汽研究院的研究数据,自动驾驶汽车使用高精度地图可将感知的精度提高1.5倍,定位精度提高6倍,失效概率降低20倍。
  

高精度地图市场巨大,面向高级别自动驾驶或形成三种商业化模式

  
各大整车厂预估在2020-2022年量产高级别自动驾驶车辆(见表1),高精度地图市场将逐渐打开。此外,高精度地图还可以运用于智慧城市、智慧旅游、公安、新零售等众多领域,市场容量巨大。根据高盛预测,2020年全球高精度地图市场将达到21亿美元,到2050年将接近250亿美元(见图1)。
  
表1 | 车企自动驾驶量产时间表及高精度地图合作方,数据来源:公开资料  
  
  
图1 | 全球高精度地图市场预测(亿美元),数据来源:高盛  
  
高精度地图商业化落地或形成三种模式,分别满足不同级别自动驾驶的需求。一是满足L3级要求的集中制图,由专业队伍利用采集设备规模化采集,集中绘制高精度地图;二是满足L4级对地图更新要求的众包制图,依靠用户(车辆)采集数据回传给云端,分析处理后发到车端,其更新频率高于集中制图,更新成本较低;三是满足L5级对地图鲜度要求的车路协同制图,通过路侧传感器采集路面信息与车辆行驶数据,实时分发给车辆。
  

现行政策可满足集中制图要求,L3级高精度地图商业化有待车辆上路许可

  
01   L3级自动驾驶对高精度地图鲜度要求较低,集中制图模式可满足
  
L3级自动驾驶需要高精度地图为其提供超视距感知和辅助定位,如获取匝道口位置、车道连接线等信息,并利用地图中的精细化对象模型进行辅助定位,将车辆定位提升到车道级。所需内容为静态地图和动态交通信息,精度在20cm~50cm,集中制图的模式可满足L3级自动驾驶。其静态地图中道路基础设施信息变化频率较低,月度或季度更新即可。另一方面,动态交通信息类似于手机导航中的路况信息,不需要高鲜度更新。
  
目前国内**图商,如四维图新、高德、百度等均通过集中制图方式完成约30万公里的全国高速路和快速路高精度地图采集和制作,并完成部分商业订单,可支持L3级自动驾驶功能的量产落地。
  
02   高精度地图管理政策逐步放宽,L3级高精度地图商业化有待上路法律许可
  
随着高精度地图方面多项支持自动驾驶工作开展,对L3级高精度地图的阻碍基本消除。新修订的《测绘资质管理办法(征求意见稿)》中增设了导航电子地图制作乙级资质,且**资质的申请门槛较之前也有所放宽,华为、顺丰、京东等新晋图商先后获得导航电子地图**测绘资质。
  
2019年,中国测绘科学研究院开发的新版偏转插件,经过了自然资源部、工信部和多家车企、图商的联合测试和评审,误差可控制在20cm以内,满足L3级自动驾驶要求。同时,由于L3级自动驾驶高精度地图不需要高鲜度更新,审图流程也不会对时效性产生影响,可满足月度或季度更新需求。
  
但法律法规对L3级自动驾驶车辆上路的限制,间接制约高精度地图的商业化落地。由于《道路交通安全法》及其《实施条例》将车辆驾驶负责对象限定为人,实际上禁止了L3级自动驾驶车辆的上路行驶。而如果没有L3级自动驾驶车辆的量产与大规模使用,高精度地图很难实现商业化。
  
以高德与通用合作的凯迪拉克CT6车型为例,其2019年全年的累积销量为2.3万台,按照每车每年100元的价格测算,高精度地图所产生的收入规模在230万元左右。面向L3级自动驾驶的高精度地图技术已准备就绪,其商业化还取决于政策法规何时放开针对自动驾驶车辆的量产准入。
  

面向L4/L5级自动驾驶,众包制图与车路协同制图尚不具备量产条件

  
01   众包制图可满足L4级自动驾驶对地图鲜度的要求,受制于政策暂时无法落地
  
众包更新由行驶的车辆提供动态信息,数量多、分布广,可满足L4级自动驾驶所需的小时级甚至更短的数据更新频率,但众包方式涉及测绘资质、加密、审图等问题,现有地图管理规定不适用。例如,参与众包车企是否需要图商资质、自动驾驶车辆能否作为数据采集车辆尚无规定;车辆不搭载专业测绘设备,回传数据是否需要加密管理有待确定;目前管理规定难以保证小时级的更新频率;车辆众包数据涉及国家机密与用户隐私,针对于车辆众包数据如何进行管理和保护也有待明确。


  

  

  


众包方式涉及多车型自动驾驶车辆参与数据更新,关键问题在于数据格式是否能统一。当前不同图商高精度地图测绘方式不同,可分为计算机视觉、激光点云、毫米波雷达等不同类型的特征地图。若不同车型回传的数据类型和格式没有统一,则难以形成规模化的数据回传和更新模式。
  
02   车路协同制图可满足L5级自动驾驶,目前仍处于早期阶段
  
车路协同制图方式,基于智能路侧基础设施与5G通信网络或可满足L5级自动驾驶实时局部动态地图的更新与分发。(如图2)。面向L5级自动驾驶,高精度地图需在静态地图、动态事件更新基础上添加实时信息,如交通信号信息、周边行人和车辆移动状态等,精度在10cm左右,更新频率为秒级。
  
该模式下,智能路侧基础设施的建设是前提条件,路侧边缘计算服务器和5G通信是实现高精度地图秒级更新的关键。目前智能路侧基础设施、5G车路通信等相关技术尚处测试与验证阶段,难以支撑车路协同融合制图模式应用。另一方面,L5级自动驾驶技术自身也尚未成熟,其高精度地图更新要素、分发频率等需求也难以明确。需技术发展到一定阶段后才能确定,并与L5级自动驾驶车辆融合测试验证,促进无人驾驶实现。


  

  

  


图2 | 高精度地图更新与分发闭环架构
  
  

未来可从基础平台建设、标准制定、测试示范等方面推动高精度地图商业化落地

  
01   借鉴日本经验,建设高精度基础地图数据平台
  
日本唯一从事高精度基础地图数据和定位服务的公司由政府主导(DMP),由车厂、图商等产业链上下游合资成立动态地图公司,共同研发自动驾驶高清3D地图。DMP于2018年完成日本境内全部高速公路数据约30000公里,计划东京奥运会前完成普通道路覆盖(约350000公里)。
  
其中,政府主导高精度地图基础需求,三菱电机提供测绘设备,车企提供汽车,地图开发商负责制图,共同完成基础高精3D地图平台建设(见图3)。图商可在基础地图平台上进行个性化数据叠加和更新。
  
图3 | DMP参与企业
  
可借鉴日本的发展模式,政府主导完成高精度地图体系的顶层设计。将高精度地图作为一种数据化的基础设施,未来不仅可以服务于自动驾驶,还能应用到城市治理、智能交通等多个领域。由政府牵头,集结高精度地图产业链上下游核心力量建设基础地图平台。充分利用和整合各家单位资源,形成面向L3级自动驾驶的全国范围高精度地图。
  
基础平台作为共享成果,可以有效避免重复作业导致的资源浪费,提升统一平台数据质量。同时预留接口,各家单位基于该平台数据进行私有化处理和自定义应用,不影响市场化竞争。合作与竞争领域区分清晰,促进高精度地图良性发展。
  
02   加快高精度地图统一标准制定
  
推动高精度地图数据内容、接口格式等标准的制定,规范地图描述方式和产品形态。2019年6月,全国智能运输系统标准化技术委员会就《智能运输系统智能驾驶电子地图数据模型与交换格式(征求意见稿)》公开征求意见。未来,当进一步促进图商间数据共享,消除数据壁垒,也避免车企对某一种高精度地图格式单独适配,降低研发成本。
  
同时,积极推进国内标准与国际标准接轨。积极参ISO/TC 204相关标准化对接,吸收国际相关标准化成果。在数据采集、制作和模型设计上,不能只考虑中国国情,需要预留接口,便于灵活扩展,与国际标准对接。
  
03   推动高精度地图测试示范开展
  
自动驾驶商业化过程中,不同场景对高精度地图需求也不同。如高速公路自动驾驶对高程和曲率有需求,确保驾驶的平顺性及节省油量;城市道路中众包制图,对地图更新时效性要求高,现有加解密及审图流程无法满足。
  
推动高精度地图产业化需要政策限制较少的专门示范区,以推动高精度地图技术迭代。自然资源部、工信部在北京启动自动驾驶地图应用试点,分阶段解决自动驾驶地图标准、资质等关键问题。浙江德清发布了《关于支持开展自动驾驶测试服务的七条意见》,鼓励企业在德清境内探索以众包的方式更新自动驾驶高精度地图数据。
  
在不影响国家安全的情况下,在特定区域内放宽政策限制,鼓励高精度地图测试,如地图数据加解密、众包更新、车路协同制图等技术验证。为管理部门更新现有管理机制、企业进行地图技术研发提供测试土壤,推动高精度地图技术发展和产业化。
  


本文转自中国电动汽车百人会  

  


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