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根据 SAE International 对主动驾驶倒退阶段的划分，目前主动驾驶根本处于 L2 与 L3 阶段之间，典型的利用场景包含高级巡航、主动跟车、主动转向、主动刹车、紧急刹停等。
随着将来一段时间内，主动驾驶级别的一直晋升，主动驾驶零碎须要面对与解决的路况信息将越来越简单，这不仅须要“感知、决策与执行”这套核心技术体系愈发松软与弱小，同时也须要其余技术体系的无力撑持，比方高精地图。
高精地图样例(图片来源于网络)
作为主动驾驶零碎的重要组成部分，高精地图能够无效晋升主动驾驶汽车的行驶平安度，强化主动驾驶零碎的整体感知能力和决策能力，是实现主动驾驶的重要拼图。
依照高德汽车总裁韦东的说法，高精度地图就像主动驾驶汽车的记忆，“来到了记忆，无论眼睛和思考 (摄像头及雷达 + 控制系统) 速度有如许发达，还是无奈对事件有全局把控”。
本文将具体为大家介绍高精地图的概念、构建、利用以及市场次要倒退详情等内容。
一. 高精地图的概念
高精地图，简略来说就是精度更高、数据维度更多的电子地图。
精度更高次要体现在高精地图的相对坐标精度更高(相对坐标精度指的是地图上某个指标和实在的内部世界事物之间的精度)，能够准确到厘米级别; 数据维度更多次要体现在高精地图蕴含了除路线信息之外的，简直所有与交通相干的四周动态信息。
之所以要求精度更高，是因为在主动驾驶汽车行驶的过程中，须要对本身地位进行实时精确定位。此外，因为路况信息的复杂性，比方某些时刻本身车辆与旁边车道只有几十厘米间隔的状况下，也须要有高精度的地图做参考。
高精地图会将大量行车辅助信息存储为结构化数据，以供主动驾驶车辆在行驶的过程中做参考。这些信息能够分为两类：
第一类是路线数据，比方车道线的地位、类型、宽度、坡度和曲率等车道信息。第二类是车道周边的固定对象信息，比方交通标志、交通信号灯等信息、车道限高、下水道口、障碍物及其他路线细节，还包含高架物体、防护栏、数目、路线边缘类型、路边地标等基础设施信息。
二. 高精地图与传统地图的区别
高精度地图与传统导航电子地图最大区别在于精度。
一般车载电子导航地图的精度个别在 10 米左右，而高精地图的精度须要达到 20 厘米。这样的精度基本上是一个车道边线的宽度，在 20 厘米精度状况下能力保障不会产生侧面碰撞。
车载高德导航地图
除了精度以外，高精地图与传统导航电子地图的区别还体现在以下几个方面：
首先，二者的应用对象不同。传统导航电子地图的使用者次要为驾驶员，而高精地图的次要使用者为汽车主动驾驶零碎;
其次，二者的数据维度不同。传统导航电子地图只记录路线级别的数据，比方路线形态、坡度、曲率、铺设、方向等。而高精地图不仅包含以上这些内容，同时还减少了车道属性相干 (车道线类型、车道宽度等) 的数据，诸如高架物体、防护栏、树、路线边缘类型、路边地标等大量指标数据;
最初，二者的数据实时性不同。传统导航电子地图的更新频率为永恒静态数据(更新频率约为 1 个月)，半永恒静态数据(频率为 1 小时)。而高精度地图对数据的实时性要求较高，更新频率通常为半动态数据(频率为 1 分钟)，动态数据(频率为 1 秒)。
三. 高精地图倒退历史
高精地图的倒退历史大抵能够分为三个阶段，别离为车载导航地图阶段、ADAS 地图阶段以及高精地图阶段。
Ξ 1. 车载导航地图
上世纪 80 年代，随同着汽车的遍及，最后阶段的电子车载导航地图应运而生。1983 年，美国总统罗纳德·里根签订行政命令，容许平民应用 GPS 技术，车载导航地图迎来疾速倒退。
彼时的车载导航地图次要性能是向车主提供地位及路网信息，为车主出行提供路线导航服务。其路网信息在地图数据库中是线条的链接，没有路线的宽度、弯道曲率、斜率等详细信息。
Ξ 2.ADAS 地图
进入新世纪以来，随着主动驾驶技术的倒退，高级驾驶辅助零碎 (ADAS) 对于地图信息提出了更高的要求。
ADAS 地图作为主动驾驶辅助地图，在规范导航地图根底上，以高精度、高鲜度 ADAS 数据更为详尽地表白事实世界简单场景，内容数据蕴含路线形态、拓扑和其余高级属性，如路线坡度、弯道曲率、车道数或限速数值。
主动驾驶零碎通过将车辆以后地位与地图中车辆行将驶入的路段进行匹配，进而剖析后方路况，提供信息预警，无效晋升车辆的安全性与便利性。
Ξ 3. 高精地图
2012 年以来，主动驾驶汽车进入产品落地阶段，对车载导航地图的精确度提出了更高的要求，推动车载导航地图进入高精地图阶段。
目前，L3 级别以上的主动驾驶零碎中，高精地图已成为必不可少的组成部分。其不仅蕴含了更加丰盛、准确的车道级信息，同时实现了路况内容的实时更新，并且可能依据路线状态以及车主的驾驶习惯提供个性化驾驶解决方案。
四. 高精地图的构建
与传统地图不同，高精地图对于精度要求极高，因而采集制作形式也有很大不同。
通常状况下，高精地图须要通过高线束的激光雷达扫描失去，且还须要具备国家颁发的制图资质方可制作和商业运行。
咱们以百度 Apollo 高精地图为例，来展现如何构建出一份主动驾驶汽车应用的高精度地图。
百度 Apollo 高精地图的构建由以下几个过程组成：数据采集、数据处理、对象检测、手动验证和地图公布。
Ξ 1. 数据采集
数据采集次要依赖于几百辆专门的数据采集车。数据采集车辆应用了多种传感器，如 GPS、惯性测量单元、激光雷达和摄像机，通过不间断地对地图信息进行采集，从而保障地图数据始终处于最新状态。
百度 Apollo 高精地图采集车
次要传感器如下：
Ξ 2. 数据处理
由考察车采集到的地图数据为原始数据，须要对这些数据进行整顿、分类与荡涤，从而取得没有任何语义信息或正文的初始地图模版，通过解决后的数据通常为点云数据。
此阶段还会波及到基于深度学习的元素辨认以及基于深度学习的点云分类。
Ξ 3. 对象检测及手动验证
地图数据资源通过自动化解决之后，会由 Apollo 团队手动检测动态对象，并对其进行分类，其中包含车道线、交通标志甚至是电线杆。
手动验证可无效检测出自动化处理过程中所呈现的谬误，无效补救数据的缺点，进步精准度。
Ξ 4. 地图公布
查看无误后的高精地图即可进行公布。
五. 高精地图的次要作用
高精地图次要服务于主动驾驶行业，如果说主动驾驶汽车的传感器相当于汽车的“感觉器官”，那么高精度地图则相当于汽车的“长周期记忆”，通过传感器实时采集的数据与高精度地图交融后重建的三维场景像是汽车的“工作记忆”，汽车利用交融后的数据进行决策。
高精地图对于主动驾驶汽车的辅助作用次要体现在以下几个方面：
Ξ 1. 定位
因为高精地图蕴含了丰盛的对象数据，主动驾驶汽车能够通过传感器对路线周边状况进行感知，提取出相应因素并与高精地图中的对象进行匹配。高精地图中的对象领有准确的地位和形态信息，通过车辆与因素间的间隔修改车辆 GPS 定位的地位。
Ξ 2. 辅助感知
主动驾驶感知零碎的外围是各种车载传感器，能够实时为车辆提供周边环境信息。在理论的利用中，因为个性所限，车载传感器在探测间隔与应用环境方面存在肯定的局限，而高精地图能够起到无益补充。
首先，高精地图能够提供超视距感知能力，当车辆路线环境超出了车载传感器感知范畴时，高精地图能够帮忙车辆对前进方向的环境进行感知。
此外，在一些非凡的天气里，比方雨天，车载传感器受天气因素影响较大，车载高精地图也能够起到很好的辅助环境感知能力。
Ξ 3. 门路布局
提前布局好的最优门路，会因为突发的交通状况，导致车辆无奈通行。高精地图在云计算的辅助下，能够无效为主动驾驶车辆提供最新的路况信息，帮忙无人车重新制定最优门路。
六. 高精地图市场详情
随同着近些年主动驾驶行业的爆发式增长，高精地图产业也迎来了倒退的黄金期。
Ξ 1. 市场潜力微小
高精地图除了用于主动驾驶畛域以外，还能够用于智慧城市、智慧游览、公安、房地产、交通运输、新批发等泛滥畛域，市场潜力微小。
依据中信证券研究部预测显示，2020 年寰球高精地图市场规模将达到 20 亿美元，2040 年将超过 250 亿美元。
Ξ 2. 行业参与者较少
与快速增长的市场规模相比，高精地图的生产厂家较为稀缺。
相较于传统地图，高精度地图壁垒较高，企业申请甲级电子导航地图必须满足硬件与人才两方面要求，而制作高精地图对硬件及人才要求更高。
一辆高精度地图测绘采集车的造价通常在数百万元到一千万元左右，若要笼罩次要路线，并能做到高频率更新，则至多须要 10 辆测绘车。目前国内领有甲级电子导航地图资质的企业堪称比比皆是，这些企业中也仅有多数具备高精地图生产的能力：
Ξ 3. 影响高精地图量产的关键因素
作为主动驾驶利用重要组成部分的高精地图，其在量产化利用的过程中面临诸多问题：
1)生产效率问题
与传统车载电子地图相比，高精地图精密水平更高，动静因素更为丰盛，传统地图的生产方式难以满足其量产利用的需要。
目前，厘米级地图的测绘效率约为每天每车 100 公里路线，老本可达每公里千元。较高的老本也在肯定水平上，限度了高精地图的生产效率。
2)实时更新问题
传统导航电子地图的更新频率为永恒静态数据(更新频率约为 1 个月)，半永恒静态数据(频率为 1 小时)。而高精度地图对数据的实时性要求较高，更新频率通常为半动态数据(频率为 1 分钟)，动态数据(频率为 1 秒)。
如何在主动驾驶车辆行驶中实现高频率的地图在线更新，也是高精地图量产利用的一个关键问题。
3)地图存储问题
车载地图的体积受到嵌入式零碎的存储容量限度。目前，主动驾驶用高精地图(厘米级)，存储密度预计可达每公里 1GB。GB 级别的存储需要，已远远超出目前支流控制器计划的存储容量，须要云贮存技术实现冲破。
Ξ 4. 高精地图行业将来发展趋势
主动驾驶畛域是高精地图将来最大的应用领域，主动驾驶行业将来几年的倒退态势将间接决定高精地图产业的支流发展趋势。
目前，主动驾驶技术处于 L2 与 L3 阶段之间，依据国内支流厂商布局，2020 年将是 L3 级别主动驾驶汽车大规模商业化利用的开启之年，作为主动驾驶技术体系的重要拼图，高精地图无望借此迎来倒退的黄金期。
总而言之，只管目前高精地图在量产的过程中还面临一些亟需解决的问题，但在强势市场需求的影响下，高精地图行业的将来仍将令人万分期待。
