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高精地图:为自动驾驶保驾护航

发布日期:2020-05-15

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2020-05-15 16:34:22

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高精地图指的是高精度、精细化定义的地图。与普通的导航地图不同的是,普通导航地图主要面向驾驶员,而高精地图主要应用于自动驾驶领域。自动驾驶过程需要经过感知、高精定位、决策、控制四个步骤,在高精定位中,自动驾驶可利用车辆传感器收集的信息与高精地图数据进行对比,从而确定车辆所处的位置与方向,高精地图在无人驾驶领域处于核心地位。


高精地图在数据方面可分为静态数据和动态数据两个层级,动态数据包括了实时路况层、交通事件层,静态数据由交通设施层、车道层、道路层及数据更新层组成。高精地图拥有多维的车辆和交通标志信息,能够构建车辆在三维空间的相对位置,不仅能够提供道路级别的导航信息,还能提供车道级别的导航信息如道路曲率、坡度、航向、横坡等数学参数,智能规划车辆行走路线并更好地规避潜在的风险。



众包和集中的高精地图数据采集模式


众包模式的代表企业有Mobileye。众包模式下的数据主要通过与整车厂的合作,在不同品牌的车辆上设置大量的传感器如激光雷达、车载摄像头等实时进行采集,一般包括道路上的信号灯、导流标志、方向标识等数据,数据将被上传至云平台进行处理,之后通过大数据技术、基于深度学习的图像识别技术、激光点云识别技术来实现地图数据的实时更新。这种方式主要依靠众多的车载设备来制作高精地图,优势是成本低、速度快,数据更新频率高。


集中模式的代表企业有Google。集中模式下的数据采集主要依靠企业自身购买的专业数据采集车进行采集。地图采集车的优势在于车上配备多个激光雷达、摄像头,不仅满足高级别精度要求,而且可以**识别道路交通标志、地面标志、车道线、障碍物。但一辆地图采集车成本动辄数百万元,大大限制了大范围、高频率地采集地图数据。众包模式与集中模式有望在未来实现融合,优势互补,由于集中模式的成本费用较高,效率低,可以由一些社会化的商用车对已完成的精细地图数据进行后续的更新补充。

 

高精地图行业上游有较高的进入壁垒,下游消费市场尚未形成



来源:沙利文研究院绘制


高精地图行业上游为地图测绘与POI信息采集。政府对图商的背景审查较为严格,设立了较高的市场准入壁垒,对图商的资质要求较高,其中外资图商被完全禁止在中国开展地图采集工作。中游为电子导航地图制作商、电子导航地图软件和系统解决方案供应商、GPS芯片、其他零件生产商及终端设备制造商。绘制高精地图需用到激光雷达、车载摄像头、大数据、视觉识别等高科技技术。其中,图商正从供应商向地理信息数据服务商转型,是行业中游重要的参与者。由于高精地图是无人驾驶的核心,因此图商在自动驾驶行业中地位较高。高精地图所服务的对象是B端与C端消费者,目前中国高精地图技术还不成熟,商业化程度低,下游消费市场还未形成。在高精地图技术的推动下,高精地图有望在未来实现对传统导航地图的替代。

 

北斗卫星导航系统持续布局,提供更精确的定位技术


北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统,由空间段、地面段和用户段三部分组成,可全天候为用户提供高精度的定位及导航服务,当前其定位精度为3-10米,且比美国GPS多了能够发送信息的短报文功能。北斗卫星导航系统的进一步发展将促进高精地图在民用领域的拓展,为中国高精地图行业提供更具自主性的技术支持,迄今中国已发射29颗卫星,可在中国的21个省份提供实时动态厘米级的**定位服务,2020年可为全球用户提供服务。



来源:沙利文研究院绘制


北斗三号已进入密集部署阶段,将促进中国高精地图向民用方面的应用,减少自动驾驶、共享单车、运动记录、外卖等商用领域对美国等其他国家GPS系统的依赖,此外,高精地图APP加快发展,百度、高德等持续发展。据报道于2018年5月1日上线的北斗地图APP的定位精度达1米以内,可定位到具体车道,推动中国高精地图行业整体发展。

 

高精地图行业深受互联网企业及资本的青睐


高精地图具有高精度定位、环境感知、辅助规划与决策等功能,相较于传统电子导航地图,还包括车道线、坡度、横坡、航向以及交通标示等属性,在自动驾驶领域处于核心地位。一方面,移动互联网给地图行业带来巨大变化,21世纪初,地图行业主要客户为B端企业,2009年后,移动互联网通过投资、收购等方式大势进军地图导航市场,利用外卖、运动、旅游、手机导航等APP推动地图行业直接面向C端用户,行业发展迅速。另一方面,高精地图作为未来自动驾驶领域的核心,获得资本青睐。沙利文数据显示,2018年高精地图领域的投融资事件有4起,涉及金额达1.25亿美元,行业发展势头良好。


来源:沙利文研究院绘制


中国高精地图行业正处于初期发展阶段,目前行业内互联网企业通过收购的方式获得地图数据资源,然后结合自身算法、云计算能力生产高精度地图。中国地图测绘属于高机密行业,在采集数据处理方面,需要利用深度学习,把路灯、车道线、路牌、限速标志等等数据自动化提取。数据采集和处理以及地图的生产,都需要耗费巨大的资金,动辄数亿甚至数十亿元的投入。进入门槛较高使得中国目前拥有地图测绘资质的互联网企业有166家,百度、阿里巴巴等互联网巨头也通过收购的方式占据国内地图产业重要地位,其中百度收购瑞图万方,阿里巴巴收购高德地图。高精地图行业主要由百度、高德、四维图新三大公司牵头发展。

 

业内规则尚未完善,盗版问题打击制图企业积极性


高精地图行业在中国属于新兴行业,目前缺乏相关的行业规范,面临技术标准更新慢、制定难等诸多问题,制约了行业的规范发展。标准体系建设对于高精地图行业的发展至关重要,对行业未来的发展方向至关重要。


据调查,中国PND(导航图像显示器)的产业链已经是盗版的重灾区,从方案设计公司提供裸机开始。有的甚至提供硬件ID号一样的裸机以便于盗版,经销商也堂而皇之地提供盗版的一机多图和盗版地图软件升级服务。据估计,在中国的PND市场上,正版地图软件的市场占有率不及30%。盗版活动直接的受害对象是导航地图公司和导航软件公司。同样,在高精地图普及之后,上游地图测绘和互联网主导企业由于掌握着地图测绘技术难以被模仿,但是直接连接终端消费者的应用软件和搭载应用软件的车载电子设备制造和生产企业却极其容易受到盗版的威胁。这种盗版的威胁会在一定程度上间接影响制图企业积极性,制约行业的发展。




沙利文全球合伙人、全球市场战略规划副总裁兼中华区总裁王昕博士指出,高精地图在自动驾驶汽车领域里扮演着重要角色。高精度测量距离远,能够让车辆对行车路径全局有整体的把握,同时与传感器协同可对车辆进行**定位,对路径进行智能规划。未来,随着自动驾驶汽车行业的发展以及测距摄像头、激光雷达、GPS等感知技术的成熟,高精地图所采集到的数据将越来越**,高精度地图也将逐步取代传统地图,成为自动驾驶车辆的标配。


摘自:沙利文研究院



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