3sNews訊 為期兩天的2012地理信息開發(fā)者大會(huì)(簡(jiǎn)稱：WGDC)在北京國(guó)家會(huì)議中心舉行，本次大會(huì)以“新技術(shù)、新模式、新商業(yè)”為主題，是地理信息領(lǐng)域最具影響力的技術(shù)性盛會(huì)，其宗旨是不斷引領(lǐng)和促進(jìn)地理信息技術(shù)的創(chuàng)新與變革。在第二天的“三維可視化與虛擬現(xiàn)實(shí)”分會(huì)場(chǎng)，北京四維圖新科技股份有限公司技術(shù)中心的首席架構(gòu)師向哲發(fā)表了題為《高性能采集車與創(chuàng)新地圖數(shù)據(jù)的快速構(gòu)建》的演講。

　　以下為文字實(shí)錄：

　　謝謝大家，我是來(lái)自四維圖新的向哲。

　　大家都知道，四維圖新是我們國(guó)內(nèi)地圖信息的提供商，是地圖信息產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)頭軍。昨天孫中在大會(huì)上做了報(bào)告，并且我們?cè)谇懊娴臅?huì)場(chǎng)，采集車已經(jīng)放在了前面，大家也都看得見。今天我主要是從技術(shù)的角度給大家介紹一下我們這臺(tái)高性能的采集車，以及我們利用這樣高性能的采集車，如何去快速構(gòu)建一些創(chuàng)新性的數(shù)據(jù)。

　　從地圖數(shù)據(jù)的角度來(lái)講，我們地圖數(shù)據(jù)未來(lái)的發(fā)展主要是從三個(gè)方面來(lái)考慮。一是高鮮度，就意味著當(dāng)我們物理現(xiàn)實(shí)世界的地理信息發(fā)生變化的時(shí)候，我們的用戶在多長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)可以得到這樣一個(gè)數(shù)據(jù)，是一個(gè)月、一周還是一天?二是高精度，我們現(xiàn)在提供的地理數(shù)據(jù)的集合形狀，比如利用GPS去采集，人工修改，它的精度也許是5米-10米。但是未來(lái)也許我們高性能的汽車采集利用的數(shù)據(jù)到了米級(jí)，甚至到亞米級(jí)。三是高峰度，其實(shí)現(xiàn)在大家已經(jīng)不太滿足于這樣的內(nèi)容，例如街景數(shù)據(jù)，也是未來(lái)高峰度的數(shù)據(jù)，我們的3D數(shù)據(jù)也是未來(lái)高峰度數(shù)據(jù)。我們這臺(tái)車及其車上的應(yīng)用是這樣來(lái)表達(dá)這個(gè)關(guān)系的。首先是作為這個(gè)車，作為數(shù)據(jù)采集層面上，我們有很多技術(shù)的積累。利用這個(gè)高性能采集車不同的傳感器，我們?cè)诤竺孀隽撕芏嘀С謹(jǐn)?shù)據(jù)生產(chǎn)的技術(shù)，我們有了這臺(tái)車之后如何去創(chuàng)造一些創(chuàng)新性的數(shù)據(jù)，類似于ADAS數(shù)據(jù)、街景數(shù)據(jù)、3D數(shù)據(jù)和無(wú)線指紋數(shù)據(jù)，今天我的報(bào)告主要是圍繞這些關(guān)鍵點(diǎn)展開的。

　　這是截止到目前我們的兩代采集車，一代是去年的，一代是今年我們發(fā)布的。從這兩代采集車的傳感器角度來(lái)講，我們可以利用它進(jìn)行街景數(shù)據(jù)的采集，無(wú)線門戶的采集，我們?cè)谏厦娌贾昧艘曨l的傳感器，高精度的GPS等等。值得一提的就是，這兩臺(tái)采集車其實(shí)我們完全是利用國(guó)內(nèi)和我們合作伙伴，以及利用我們國(guó)內(nèi)的能力做出來(lái)的，也填補(bǔ)了我們國(guó)內(nèi)地圖數(shù)據(jù)采集高級(jí)采集車的空白。這是我們第二代采集車的形態(tài)，從整車角度來(lái)講，我們追求的是三個(gè)指標(biāo)：一是性能，二是穩(wěn)定性，三是緊湊性。性能我們追求的是各個(gè)傳感器的采集性能，我們更關(guān)注的是當(dāng)這些傳感器組合在一起，傳感器和傳感器之間其實(shí)是有依賴關(guān)系的，我們更關(guān)注的，比如說(shuō)有木桶效應(yīng)，我們要考慮最短的短板，我們?cè)趺从行У恼线@些傳感器，實(shí)現(xiàn)整車性能的最優(yōu)化。由于這是一個(gè)在現(xiàn)實(shí)的道路中間，在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中間天天要跑的車，所以這臺(tái)車是我們?cè)O(shè)計(jì)中間很重要的環(huán)節(jié)，比如說(shuō)由于在現(xiàn)實(shí)道路環(huán)境中有顛簸和灰塵，這些高精度的采集設(shè)備在這樣的溫度、濕度環(huán)境下怎么有效的工作，是第二個(gè)方面的考慮。機(jī)械有緊湊性，電路、共建都有緊湊型，這三個(gè)指標(biāo)是我們這臺(tái)車整車來(lái)說(shuō)最關(guān)心的三個(gè)指標(biāo)。

　　從傳感器的角度來(lái)講，我們兩臺(tái)車其實(shí)都有高精度的GPS的外貿(mào)，都有激光雷達(dá)，都有街景拍攝的設(shè)備，都有路面的攝像設(shè)備。我們選擇這些儀器設(shè)備的主要指標(biāo)，首先就是它能夠更加精細(xì)、更準(zhǔn)、高效的進(jìn)行現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)的采集。給大家看一些照片，其實(shí)我們有很多心路歷程。比如說(shuō)這張照片上面，我們?cè)谲嚴(yán)锩姘惭b了車門編碼器，我們當(dāng)時(shí)也是有所考慮。比如我們是從車的總線，把我們車輪的轉(zhuǎn)速拿出來(lái)還是怎么樣，這個(gè)其實(shí)也是基于我們應(yīng)用的考慮，我們發(fā)現(xiàn)從總線拿出的編碼，車輪轉(zhuǎn)一圈是10邁的脈沖，編碼器可以達(dá)到百，甚至是千的脈沖，我們車輛往前行駛精度的捕獲可以到厘米甚至是毫米級(jí)，對(duì)于我們是有很大的幫助的。

　　這是高性能采集攝像機(jī)，我們當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)的時(shí)候就說(shuō)它到底應(yīng)該在車上長(zhǎng)多高，這也是一個(gè)折中。這個(gè)東西高了以后，車的頂部面積就小了，對(duì)周邊信息的采集可能就更加豐富。但是過(guò)高也有兩個(gè)問(wèn)題，一個(gè)問(wèn)題就是由于車在行駛過(guò)程當(dāng)中是有顛簸的，過(guò)高了鏡頭的顛簸情況就越大，過(guò)來(lái)對(duì)你照相機(jī)快門的要求，返過(guò)來(lái)就有一個(gè)制約，所以它是不是要太高，也是需要考慮的因素。在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，其實(shí)我們很多立交橋的輔路是有限高桿的，太高了越不過(guò)去。我們采用的設(shè)施，要把它做成可放倒的，其實(shí)從很多細(xì)節(jié)上我們也做了一些設(shè)計(jì)。比如我們放倒下來(lái)底下做了很多彈簧墊，這個(gè)設(shè)備就不用工作了，加上彈簧墊，避免了車輛的顛簸對(duì)于我們儀器的損壞。我們做這臺(tái)車，其實(shí)在細(xì)節(jié)上有很多當(dāng)時(shí)過(guò)程中的心路歷程。最后我們經(jīng)過(guò)三年的努力，兩臺(tái)車成功的出現(xiàn)了。

　　在外面大家只是看到車的外表，開膛破肚大家都沒(méi)有見過(guò)。我們車?yán)锩嬗泻芏嗑?xì)的考慮，車?yán)锩嬗杏?jì)算機(jī)的模塊、電源的模塊、存儲(chǔ)的模塊、GPS的模塊還有一些其他的設(shè)備，這些都是從功能角度來(lái)講，我們對(duì)它進(jìn)行了設(shè)計(jì)。從性能角度來(lái)講，其實(shí)我們還要考慮很多非功能的因素，這么多設(shè)備在這里，散熱怎么散?放顛簸這些怎么辦?這些都是過(guò)程當(dāng)中我們考慮的細(xì)節(jié)問(wèn)題。這是車上我們采集的界面，包括有高精度GPS采集的界面，包括有我們雷達(dá)影像采集的界面，還有全景像采集的界面。

　　在介紹了車之后，其實(shí)我們有了這樣的車之后，我們要考慮如何為我們的企業(yè)進(jìn)行地圖生產(chǎn)，提供一些不管是從高鮮度還是從高精度提供這樣一些制車幫助。下面給大家介紹一下我們數(shù)據(jù)生產(chǎn)空間，如何有效的利用這些高精度采集車采集的數(shù)據(jù)提供一些高精度指標(biāo)的提升。我們作為圖商，到外面去采集，提供道路的電子數(shù)據(jù)，我們?cè)诓杉臅r(shí)候關(guān)注的信息是什么?其實(shí)這個(gè)也很簡(jiǎn)單，我們關(guān)注的信息就是與道路有關(guān)的所有相關(guān)信息，主要是路邊上的標(biāo)牌，紅牌、藍(lán)牌、綠牌、警示牌，路面上的標(biāo)志，左轉(zhuǎn)標(biāo)志、右轉(zhuǎn)標(biāo)志，還有車道線，有黃線、白線，如果你有效的認(rèn)識(shí)了這些車道線，你就會(huì)認(rèn)識(shí)到這條路上有多少車道。我們有了這臺(tái)車，有了視頻的捕捉設(shè)備，有了全景相機(jī)，有了高精度的GPS，我們可以通過(guò)圖像識(shí)別和模式識(shí)別，把對(duì)于這些標(biāo)牌上信息的識(shí)別，逐漸做自動(dòng)化?，F(xiàn)在我們已經(jīng)利用圖像識(shí)別的技術(shù)，對(duì)路邊標(biāo)牌有效的進(jìn)行了監(jiān)測(cè)的自動(dòng)化以及分類的自動(dòng)化。其實(shí)大家也知道，利用圖像進(jìn)行這樣的圖像識(shí)別，在一些特定環(huán)境比較容易達(dá)到好的效果，但是對(duì)于我們的非特定環(huán)境，路面環(huán)境、自然環(huán)境往往有很多約束和限制。比如我們照的照片或者錄的錄像，你迎著太陽(yáng)，逆著太陽(yáng)，早晨、中午、晚上，中國(guó)的北方和南方，冬天和夏天，其實(shí)圖像質(zhì)量差別非常大。這個(gè)時(shí)候我們采取的一些其他的手段是利用我們車上的雷達(dá)設(shè)備，激光點(diǎn)云的雷達(dá)設(shè)備其實(shí)對(duì)陽(yáng)光不敏感，對(duì)陰天不敏感。但是確實(shí)比如說(shuō)對(duì)像陽(yáng)光這樣的東西，對(duì)圖像影響很大的不敏感，這個(gè)時(shí)候我們可以利用激光點(diǎn)云的數(shù)據(jù)，有效的輔助圖像的識(shí)別。比如說(shuō)判斷我們路面上的標(biāo)牌在什么地方，這兩個(gè)方面一結(jié)合，可以提高整個(gè)圖像標(biāo)牌的檢測(cè)能力，再利用圖像識(shí)別，對(duì)于檢測(cè)出來(lái)的局部圖像再進(jìn)行分類和上面內(nèi)容的識(shí)別。

　　這一頁(yè)P(yáng)PT講的是標(biāo)線，我們利用路面攝像機(jī)，對(duì)地面上的標(biāo)線進(jìn)行識(shí)別。值得一提的是，我們現(xiàn)在掌握的技術(shù)，我們實(shí)驗(yàn)的技術(shù)已經(jīng)可以做到利用普通的計(jì)算機(jī)，對(duì)于我們道路面的標(biāo)線進(jìn)行實(shí)時(shí)的跟蹤，即使我們車的車速很高，在高速路上我們也能夠有效的把握當(dāng)前那條道路線，有了這個(gè)實(shí)時(shí)跟蹤算法以后，其實(shí)我們可以把非識(shí)別的那些區(qū)域隔離開，進(jìn)而可能通過(guò)達(dá)到實(shí)時(shí)的能力，在車上對(duì)我們車道線進(jìn)行有效的檢測(cè)和識(shí)別。

　　以上我們可以通過(guò)一些圖像識(shí)別、模式識(shí)別的技術(shù)，利用我們高性能采集車的采集成果，快速的進(jìn)行一些成圖的技術(shù)，包括車道線、標(biāo)牌、標(biāo)志。當(dāng)這些技術(shù)得到充分使用的時(shí)候，我們可以實(shí)現(xiàn)地圖數(shù)據(jù)的快速更新，我們未來(lái)比如說(shuō)數(shù)月以后才能夠把這個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)布出去，利用這些技術(shù)可以降低成本，快速準(zhǔn)確的把這些最新的地圖數(shù)據(jù)有效的提供給我們的用戶。我們討論的這是這臺(tái)車對(duì)我們傳統(tǒng)數(shù)據(jù)有什么樣的幫助，我們有了這臺(tái)車，有了一些創(chuàng)新性的數(shù)據(jù)。我們可以一條條講一些創(chuàng)新性的數(shù)據(jù)。

　　第一例的創(chuàng)新數(shù)據(jù)就是我們的ADAS的數(shù)據(jù)，我們可以看一下ADAS的定義。是未來(lái)的車上利用車上的傳感器，利用傳感器識(shí)別環(huán)境中的信息，再結(jié)合我們導(dǎo)航儀的地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合的分析。當(dāng)然這個(gè)概念聽起來(lái)比較玄虛，給大家舉幾個(gè)例子。比如當(dāng)我們車行駛的前方有一條幾轉(zhuǎn)彎的車道，這個(gè)時(shí)候車行駛的速度其實(shí)很快，我們未來(lái)一些車上的應(yīng)用，如果預(yù)知前方有一條很彎的彎道，并且判斷車速太高的時(shí)候，完全會(huì)給用戶說(shuō)你這個(gè)需要減速，或者是主動(dòng)幫助用戶把車速降下來(lái)。并且在黑天的時(shí)候，可以主動(dòng)把前面的大燈轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)彎的方向，這都是將來(lái)的應(yīng)用。車首先要知道前方確實(shí)有一條彎道，我離彎道到底還有多遠(yuǎn)，而這個(gè)信息就需要圖商在裝配到汽車之前，在汽車?yán)锩嫜b配這些高精度的數(shù)據(jù)，這就是所謂的ADAS數(shù)據(jù)。

　　目前來(lái)看，我們比較關(guān)注的ADAS數(shù)據(jù)有這樣一些方面。有高精度的道路幾何形狀，這個(gè)區(qū)別于我們傳統(tǒng)的地圖數(shù)據(jù)，這個(gè)精度可以達(dá)到米級(jí)或者亞米級(jí)，這個(gè)是由我們后面的應(yīng)用來(lái)決定。有比如說(shuō)我們道路的曲率，有我們精確的速度限制，有坡度。坡度這個(gè)東西，其實(shí)對(duì)我們未來(lái)的新能源車、電動(dòng)車是非常敏感的，因?yàn)榇蠹抑?，新能源車、電?dòng)車在坡度不同的情況下，功耗消耗是差別非常大的。當(dāng)我們?cè)诘貓D數(shù)據(jù)里面提供了精準(zhǔn)地圖道路的獲得數(shù)據(jù)之后，其實(shí)完全可以根據(jù)這樣的坡度信息預(yù)先做一些能源控制，有效的進(jìn)行節(jié)能環(huán)保，還有包括精細(xì)化的車道信息以及車道的標(biāo)志。這個(gè)時(shí)候，其實(shí)我們可以幫助以后的汽車在高速路上，需要前方有出口的時(shí)候，并且知道是在最里面的車道，他告訴你還有幾條車道，前面哪個(gè)車道的限速是多少，應(yīng)該怎么樣逐步出去，這是我們目前關(guān)注的ADAS數(shù)據(jù)，都是我們高精度采集車目前去關(guān)注并且去采集的內(nèi)容。

　　講到ADAS的采集，首先我們利用GPS和IMU高精度道路信息，捕獲道路線、曲率等信息。利用我們的圖像采集設(shè)備，去采集我們道路邊上詳細(xì)的信息，以及路面的形態(tài)。路面的形態(tài)就包括道路面是柏油路、水泥路，都可以利用全景相機(jī)和路面相機(jī)去識(shí)別。激光至少是全景設(shè)備捕獲標(biāo)志識(shí)別的手段，這是ADAS數(shù)據(jù)，是第一類創(chuàng)新的數(shù)據(jù)。第二類創(chuàng)新的數(shù)據(jù)是街景的數(shù)據(jù)，其實(shí)自從谷歌在他的地區(qū)上發(fā)布了谷歌街景數(shù)據(jù)之后，其實(shí)我們國(guó)內(nèi)很多廠家也是在跟進(jìn)，包括我們看到SOSO等一會(huì)兒也會(huì)介紹他們的街景數(shù)據(jù)。

　　我們整個(gè)摸索過(guò)程當(dāng)中，我們覺(jué)得街景數(shù)據(jù)有很多技術(shù)性的突破。從采集方面，我們?nèi)绾卫梦覀兊能嚾ゲ杉?，工藝是什?比如說(shuō)它每天的采集量有多大，我們一周采集下來(lái)的原始數(shù)據(jù)很容易就突破1T。不管是從采集還是從后面的加工，其實(shí)都有很大的技術(shù)難度。你有1T的數(shù)據(jù)，在加工上面到底如何對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的圖像加工，需要多大的存儲(chǔ)能力，需要多大的計(jì)算能力，這其實(shí)都是要考慮的問(wèn)題。從后面服務(wù)的角度來(lái)講，服務(wù)的存儲(chǔ)，服務(wù)的提供，其實(shí)也都是由海量的數(shù)據(jù)帶來(lái)一些新的問(wèn)題，這是我們用戶的體驗(yàn)。

　　我們的全景數(shù)據(jù)其實(shí)還有一個(gè)優(yōu)勢(shì)，我們車上有高精度的激光雷達(dá)，現(xiàn)在可以采到120米-150米的探測(cè)范圍，并且在我們車后的雷達(dá)，大概有305度的采集區(qū)域。我們?cè)谘芯坑行У膶⑦@些的激光雷達(dá)數(shù)據(jù)跟我們的全景圖進(jìn)行融合，融合以后有一個(gè)什么好處?我們的全景圖像上不僅僅是圖像上像素的數(shù)據(jù)，每個(gè)像素就有了深度，有了深度就意味著什么呢?比如在我們這張圖片上，我們可以知道前面那個(gè)樓房一條邊線底下那個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)是什么，這個(gè)樓房的高度是什么，我們都可以通過(guò)這樣融合的技術(shù)，在這樣的圖像上可以進(jìn)行有效的測(cè)量。這樣一個(gè)能力的提供，其實(shí)在未來(lái)不管是數(shù)字城市還是其他應(yīng)用，一定會(huì)找到一些很有趣、很新鮮、很有價(jià)值的應(yīng)用點(diǎn)和應(yīng)用。

　　我們車上還裝了無(wú)線指紋的裝置，不管是民用還是商用的，以及是WiFi信號(hào)我們都進(jìn)行采集。我們現(xiàn)在這個(gè)技術(shù)已經(jīng)具備了，當(dāng)然我們剛才也在說(shuō)了，其實(shí)谷歌采集這個(gè)技術(shù)，也受到了隱私等一系列大家的關(guān)注，我們現(xiàn)在的設(shè)備基本上還是采用民用的采集設(shè)備，也是盡量避免隱私方面的一些糾紛和關(guān)注。我們采集這個(gè)數(shù)據(jù)的目的是什么呢?大家其實(shí)現(xiàn)在已經(jīng)有些應(yīng)用是利用這樣的數(shù)據(jù)了，比如說(shuō)我們現(xiàn)在掏出手機(jī)，在一個(gè)位置打開地圖，如果手機(jī)上是利用GPS的設(shè)備能啟動(dòng)1到2分鐘。其實(shí)我們現(xiàn)在有很多城市森林，高樓林立，很多地方GPS信號(hào)還說(shuō)不好。GPS這個(gè)芯片從目前來(lái)看在手機(jī)里面，一個(gè)小時(shí)電池就燒光了，一個(gè)小時(shí)之后沒(méi)有GPS數(shù)據(jù)了，沒(méi)有電池了。這個(gè)時(shí)候其實(shí)我們無(wú)線指紋庫(kù)是對(duì)GPS數(shù)據(jù)一個(gè)非常有效的補(bǔ)充。僅就我們現(xiàn)在采集的一些數(shù)據(jù)來(lái)判斷，對(duì)于像北京這樣的中國(guó)典型大城市，路面上民用的Wi-Fi設(shè)備的密度，其實(shí)我們判斷已經(jīng)可以支持30米或者50米精度的定位了。其實(shí)這對(duì)于很多SoLoMo上的應(yīng)用已經(jīng)夠精度了，是對(duì)GPS一個(gè)有益、廉價(jià)、省電、快速的補(bǔ)充。

　　再往下是3D的數(shù)據(jù)，我們有了高精度的采集車，其實(shí)對(duì)于我們的道路有了精準(zhǔn)的捕獲，我們完全可以利用這樣的一些數(shù)據(jù)，去構(gòu)建我們高精度的3D道路面，因?yàn)槲覀冞€有車道的數(shù)量、車道線的形態(tài)，我們完全可以精準(zhǔn)構(gòu)建一個(gè)城市3D的道路模型。這樣一個(gè)模型在構(gòu)建以后，我們?cè)谖磥?lái)不管是智慧城市的應(yīng)用中間，結(jié)合路邊建筑物的模型在一起，構(gòu)成真實(shí)的3D城市數(shù)據(jù)，或者說(shuō)我們有了這樣一個(gè)精準(zhǔn)的3D道路模型，我們可以把它拿去，比如說(shuō)仿真成這是北京一個(gè)駕駛的游戲中間，是和實(shí)際道路仿真度非常高的3D環(huán)境中間去使用，對(duì)于一些游戲我覺(jué)得也是很有意義的。剛才其實(shí)肖總也介紹了他們一些AR的應(yīng)用，我們完全可以把這些更大規(guī)模的，比如說(shuō)城市3D的數(shù)據(jù)擱到這個(gè)AR的應(yīng)用中間，創(chuàng)造一些很好的AR的應(yīng)用。

　　以上介紹了我們這臺(tái)車，車上支持?jǐn)?shù)據(jù)生產(chǎn)，以及我們利用這代車可以做的一些創(chuàng)新性的數(shù)據(jù)。其實(shí)我們作為圖商有了這樣大規(guī)模的或者是這樣一些精準(zhǔn)的創(chuàng)新數(shù)據(jù)，我們智能城市的利用，我們自己的設(shè)想，上面當(dāng)這些數(shù)據(jù)提供之后，由于有些數(shù)據(jù)的海量性，基礎(chǔ)架構(gòu)上我們是需要研究一些云平臺(tái)，或者虛擬化的一些技術(shù)來(lái)提供再之上位置服務(wù)平臺(tái)的基礎(chǔ)。如何有效搭建這些創(chuàng)新型數(shù)據(jù)的位置服務(wù)平臺(tái)，這可能也是一個(gè)課題，各個(gè)企業(yè)或者各個(gè)廠家的思路都是不一樣的。以及在這樣的平臺(tái)之上，如何去搭建一些創(chuàng)新型的LBS，或者是Mobile App的應(yīng)用，也是我們希望和一些平臺(tái)廠家一起來(lái)探討和一起來(lái)關(guān)注的。

　　以上就是我的報(bào)告，謝謝大家!

　　(以上內(nèi)容根據(jù)速記整理，未經(jīng)本人審核)