在社交媒體上紅極一時(shí)的Tesla AutoPilot功能，并還沒有達(dá)到自動(dòng)駕駛的L3的級別。其在高速公路上的自動(dòng)駕駛技術(shù)可以理解為：ACC自適應(yīng)巡航 + LKA車道保持輔助。

　　那為什么達(dá)不到L3甚至以上的級別呢?答案是：沒有高精度地圖。

　　Q：為什么沒有了高精度地圖，自動(dòng)駕駛寸步難行?

　　A：因?yàn)楦呔鹊貓D不僅僅是地圖，更給了無人車上帝視角。

　　1.傳感器的性能邊界

　　車載傳感器的性能邊界指的不僅是測量范圍，還有面對不同環(huán)境時(shí)表現(xiàn)出來的感知缺陷。

　　比如激光傳感器檢測效果穩(wěn)定，但在面對大范圍的塵土?xí)r，也無能為力。我司在測試時(shí)就發(fā)現(xiàn)，如果前面一輛渣土車飛馳而去，引得塵土滿天飛時(shí)，無人車發(fā)現(xiàn)“面前”全是障礙物。

　　再比如高分辨率攝像機(jī)能檢測圖像中的物體，而且窄視場的攝像機(jī)，可以檢測很遠(yuǎn)的距離。但是面對暴雨/大雪等惡劣天氣，很難檢測到正確的車道線/障礙物/馬路牙子等信息。

　　下圖為tesla的傳感器配置及傳感器感知范圍，扇形角度表示傳感器的視場角，扇形半徑表示傳感器的最大檢測距離。可見，最遠(yuǎn)距離的檢測傳感器是窄視角的前向視覺傳感器。

 

　　2.先驗(yàn)信息缺失

　　先驗(yàn)信息是指某些可以提前采集且短時(shí)間內(nèi)不會改變的信息。

　　僅依靠傳感器的信息是很難感知車輛現(xiàn)在是處在高速公路上，還是處在普通城市道路上的;無限速牌的路段，車速最高可以開多快;前方道路的曲率;所處路段的GPS信號強(qiáng)弱，這些都是傳感器遇到檢測盲區(qū)時(shí)，無法實(shí)時(shí)捕獲的信息。

　　而這些信息是客觀存在，不會隨外部事物的變化而變化，因此可以提前采集，并作為先驗(yàn)信息傳給無人車做決策。

　　圖為高精度地圖可以為無人車提供的某些先驗(yàn)信息。包括道路曲率、航向、坡度和橫坡角。

　　3.路口處的路徑規(guī)劃

　　路口處的路徑規(guī)劃一直是自動(dòng)駕駛領(lǐng)域較為頭疼的問題。

　　很多大牛為了讓汽車能正常地開過路口用盡渾身解數(shù)。當(dāng)然也有簡單粗暴的方法，比如Waymo(前Google無人車團(tuán)隊(duì))，從他們的宣傳視頻，大致可以推斷他們使用的方法是“高精度地圖+高精度定位+管道內(nèi)行駛”的方式過路口的(純屬猜測)。

　　Q：高精度地圖的加入可以給無人駕駛帶來哪些幫助?

　　A：高精度地圖是無人駕駛技術(shù)的催化劑，這么說一點(diǎn)都不過分。

　　1.能極快地實(shí)現(xiàn)L3級別的自動(dòng)駕駛

　　簡單粗暴地使用高精度地圖+高精度定位，可快速地實(shí)現(xiàn)某些特定場景下的自動(dòng)駕駛。這里的高精度地圖可以理解為一個(gè)“管道”，無人車只要保證自己在“管道”內(nèi)行駛即可(參考waymo的綠色“管道”)。使用高精度定位，告訴車在管道的哪個(gè)地方，就可以自動(dòng)駕駛啦。

　　馭勢科技和白云機(jī)場合作開發(fā)的無人駕駛車在機(jī)場這種特定場景完全就可以使用這種方法。而且通過圖片可以看出這車裝了差分GPS，如果再加上RTK設(shè)備，就是可以達(dá)到戶外厘米級的定位了。

　　2.提高無人車舒適性

　　舒適性是評判自動(dòng)駕駛好與壞，最重要的元素之一。

　　前面提到過，由于傳感器的性能邊界，導(dǎo)致場景中的部分信息是無法感知到的。而這些信息(如道路曲率、坡度角)的缺失又會對無人車的縱向、橫向規(guī)劃控制產(chǎn)生較大影響，乘客會感覺車輛的控制不如“老司機(jī)”開得平穩(wěn)，而一旦舒適性缺失，有再多牛X功能也是徒勞。

　　3.提高系統(tǒng)性能

　　傳感器對感知到的信息做處理時(shí)，一般會選定一個(gè)感興趣區(qū)域(ROI，Region of Interest)再在此區(qū)域內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。比如相機(jī)檢測行人時(shí)，大部分處于天空的圖像是可以不用考慮的，所以著重處理圖像的下半部分即可。

　　對于檢測紅綠燈狀態(tài)，必須在整幅圖像中搜索，因?yàn)閿z像機(jī)不可能知道圖像的哪個(gè)地方會出現(xiàn)紅綠燈。但是如果有了高精度地圖信息，我就可以通過高精度定位和高精度地圖得到ROI。

　　根據(jù)定位和地圖的數(shù)據(jù)，無人車可以知道前方、兩側(cè)是否有交通標(biāo)志牌，及紅綠燈的位置，就可以降低算法的復(fù)雜度，減少系統(tǒng)的計(jì)算負(fù)荷，進(jìn)而提升系統(tǒng)性能。

　　下圖是通過定位和高精度地圖，標(biāo)記出的ROI，ROI區(qū)域包括車道線位置、交通標(biāo)志牌位置、紅綠燈位置等。

　　Q：高精度地圖和一般的導(dǎo)航地圖有什么區(qū)別?

　　A：導(dǎo)航地圖是給人看的地圖，高精度地圖是給機(jī)器看的地圖。

　　人類開車，只需要知道前方路口有沒有紅綠燈，路口有幾車道，該左轉(zhuǎn)還是右轉(zhuǎn)，即可穩(wěn)定控制汽車。而無人車不僅要知道有沒有紅綠燈，還要知道在自車坐標(biāo)系下的(X, Y, Z);不僅要知道是左轉(zhuǎn)還是右轉(zhuǎn)，還得知道左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)的路徑線。

　　目前的控制系統(tǒng)還不具備人類這么高的智能度，所以只有給予控制系統(tǒng)更多的輸入信息，才能讓無人車控制汽車更接近人類。

　　簡單從道路和POI這個(gè)兩點(diǎn)來比較一下導(dǎo)航地圖和高精度地圖的區(qū)別。

　　對于道路屬性，導(dǎo)航地圖只需要給出道路路網(wǎng)這個(gè)級別的數(shù)據(jù)即可，而高精度地圖會給出這個(gè)道路中有幾條車道，這些車道的線是虛線還是實(shí)線，車道是普通道路還是匝道等更多維度的信息。如下圖。

　　肯定有人疑問，既然高精度地圖擁有這么多信息，那容量肯定比導(dǎo)航地圖大很多吧。

　　答案是：No

　　導(dǎo)航地圖是給人使用的，它對信息的精度沒那么高，但是在信息的豐富程度上比高精度地圖大得多。

　　導(dǎo)航地圖不僅要有基本的道路信息，還要具備地圖中的各種信息點(diǎn)(POI，Point of Interest)的信息，比如建筑物尺寸、數(shù)量、建筑物的用途(醫(yī)院or商場)等。單純這些POI信息就比高精度地圖車道及常用特征的數(shù)據(jù)復(fù)雜太多，而且數(shù)據(jù)量也不小。

　　因此，目前來說，高精度地圖和導(dǎo)航地圖的容量大小是不分伯仲。（作者：陳光，上汽集團(tuán) | 高精度地圖&環(huán)境建模工程師）