12月18日,我國有地方政府首次出臺了推動自動駕駛的相關(guān)文件——《北京市關(guān)于加快推進(jìn)自動駕駛車輛道路測試有關(guān)工作的指導(dǎo)意見(試行)》和《北京市自動駕駛車輛道路測試管理實施細(xì)則(試行)》。兩文件均由北京市交通委發(fā)布,并明確表示,經(jīng)過資質(zhì)申請和批準(zhǔn)的測試主體可在公開道路進(jìn)行自動駕駛車輛的相關(guān)測試。文件一出,研究人員紛紛感概:行業(yè)的春天來得比預(yù)期的早。不過,這個感慨似乎早了一點,因為在無人駕駛的道路上還有一些攔路虎沒能搬走。其中之一就是高精地圖與地圖測繪的合規(guī)問題。
一、高精地圖
無人駕駛系統(tǒng)是一個復(fù)雜的系統(tǒng),如圖所示,系統(tǒng)主要由三部分組成:算法端、 客戶端和云端。其中,算法端包括面向傳感、感知和決策等關(guān)鍵步驟的算法;客戶端包括機(jī)器人操作系統(tǒng)及硬件平臺;云端包括數(shù)據(jù)存儲、模擬、高精度地圖繪制及深度學(xué)習(xí)模型訓(xùn)練。
算法端從傳感器原始數(shù)據(jù)中提取有意義的信息以了解周遭的環(huán)境情況,并根據(jù)環(huán)境變化做出決策,此系統(tǒng)由幾部分組成:第一,傳感,并從傳感器原始數(shù)據(jù)中提取有意義信息;第二,感知,以定位無人車所在位置及感知現(xiàn)在所處的環(huán)境;第三,決策,以便可靠、安全地抵達(dá)目的地??蛻舳巳诤隙喾N算法以滿足實時性與可靠性的要求。云平臺為無人車提供離線計算及存儲功能。通過云平臺,我們能夠測試新的算法、更新高精度地圖并訓(xùn)練更加有效的識別、追蹤和決策模型。
在自動駕駛技術(shù)中,因為系統(tǒng)已經(jīng)代替了傳統(tǒng)駕駛中人類司機(jī)的眼睛,沒有人類司機(jī)來判斷方向、制定路線,因而車輛的定位功能的精準(zhǔn)性萬分重要。在自動駕駛中,定位主要依靠GPS、光學(xué)雷達(dá)(Light Detection And Ranging,LiDAR)和高精地圖。定位和高精地圖將會匹配,再進(jìn)行路徑規(guī)劃與控制。深圳阿爾法巴公交車作為在封閉園區(qū)試運營的公交車,有固定路線、固定車道、固定停車點,道路狀況相對于公開區(qū)域來說有更高的確定性,所以阿爾法巴對高精地圖的要求不高。但是如果要研發(fā)無人駕駛系統(tǒng),高精地圖必不可少。
高精地圖,顧名思義,是精度非常高的電子地圖。傳統(tǒng)電子地圖的受眾是人類司機(jī),而高精地圖服務(wù)于無人駕駛系統(tǒng),其信息量、質(zhì)量直接決定了無人駕駛系統(tǒng)的安全性、可靠性、效率。另外,高精地圖應(yīng)當(dāng)至少精確到厘米級。傳統(tǒng)電子地圖往往準(zhǔn)確度為5-10米,可是即便出現(xiàn)誤差,人類司機(jī)也可以矯正過來。但是高精地圖如果出現(xiàn)誤差,無人駕駛則可能引發(fā)嚴(yán)重車禍。
高精地圖的制作并不簡單,需要通過光學(xué)雷達(dá)來完成。光學(xué)雷達(dá)是一種光學(xué)遙感技術(shù),它會向目標(biāo)物體發(fā)射一束激光,然后根據(jù)接受與反射的時間間隔來確定目標(biāo)物體的實際距離,再根據(jù)距離和激光發(fā)射的角度,推導(dǎo)出物體的位置信息。因為激光的傳播受到外界的影響小,所以光學(xué)雷達(dá)能夠檢測距離可以達(dá)到100米以上,在測量物體距離和表面形狀上可以達(dá)到更高厘米級的精準(zhǔn)度。在無人車行駛的過程中,光學(xué)雷達(dá)同時也在以一定角度勻速轉(zhuǎn)動,并且不斷發(fā)射激光并收集反射點信息,一邊取得全方位的環(huán)境信息,激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)一周收集到的所有反射點坐標(biāo)的集合就形成了點云( Point Cloud )。高精地圖由安裝光學(xué)雷達(dá)的地圖數(shù)據(jù)采集車在路面上反復(fù)多次行駛來收集點云數(shù)據(jù)。后期會經(jīng)過人工標(biāo)注,過濾掉云圖中的錯誤信息,比如路面汽車、行人反射所形成的點,然后對多次收集到的點云進(jìn)行對齊拼接形成最終的高精地圖。
但有了高精地圖并不代表車輛的導(dǎo)航就沒有問題了。汽車的定位仍然需要車載傳感器來采集信息,將采集得到的信息與高精地圖比對從而確認(rèn)自己當(dāng)前的位置,然后進(jìn)行導(dǎo)航。另外,因為道路上經(jīng)常會出現(xiàn)路障、道路檢修等問題,高精地圖需要及時更新。高精地圖的更新有賴于車載光學(xué)雷達(dá)等傳感器。汽車首先會在沒有地圖的情況下,通過把當(dāng)前的光學(xué)雷達(dá)掃描與之前的光學(xué)掃描用算法做對比,從而推算出當(dāng)前車輛位置,再與其它傳感器信息融合,推算出更加準(zhǔn)確的位置信息。這些新數(shù)據(jù)則會被用來實時更新高精地圖。
二、高精地圖測繪
高精地圖的制定和更新是對地理環(huán)境、人工設(shè)施的形狀、大小、位置等進(jìn)行測定、信息采集、表述等行為,是我國法律規(guī)定的測繪行為。
高精地圖的測繪不可避免地帶來信息的安全與合規(guī)問題,其中包括對國家秘密地點信息的保護(hù)——根據(jù)我國法律規(guī)定,國防軍事設(shè)施、軍事單位、未公開的港口港灣、未公開的機(jī)場和機(jī)關(guān)單位等等,都屬于國家秘密。這些秘密如果一旦被公開、泄露,國家安全就會受到很大的威脅——所以,在我國,測繪是被嚴(yán)格限制的,進(jìn)行測繪活動的前提是測繪者必須擁有測繪資質(zhì)。我國的測繪資質(zhì)分為甲、乙、丙、丁四級。其中,進(jìn)行導(dǎo)航電子地圖編制的公司或單位必須獲得甲級資質(zhì),相應(yīng)地,其合規(guī)門檻(包括對上述國家秘密地點信息予以采集、保密管理的要求)也就非常高。
我國進(jìn)軍自動駕駛技術(shù)的地圖商主要有百度、高德等,它們均已獲得甲級測繪資質(zhì)。據(jù)報道,近日,滴滴所屬的滴圖公司也可能已經(jīng)獲得了甲級測繪資質(zhì),這將助力滴滴進(jìn)軍自動駕駛領(lǐng)域。
如前所述,高精地圖的生成、更新需要攜帶有光學(xué)雷達(dá)的汽車在路面上進(jìn)行測繪,收集信息并且提供給地圖商,有資質(zhì)的地圖商再進(jìn)行信息的過濾整合。比如,某零配件供應(yīng)商提供車載雷達(dá)、車載攝像頭,通過二者來收集道路特征信息,再將信息上傳到零配件供應(yīng)商的云端(該云端儲存道路信息),零配件供應(yīng)商的云端再將道路特征傳送給地圖商的云端,地圖商將地圖商現(xiàn)有信息與零配件供應(yīng)商收集而來的道路信息進(jìn)行整合處理并完成或者更新高精地圖,再將高精地圖發(fā)送至整車廠的網(wǎng)絡(luò)云端,整機(jī)廠所出產(chǎn)的自動駕駛車再通過整車廠云下載高精地圖。在前述這個流程中,提供車載雷達(dá)和車載攝像頭的汽車零配件供應(yīng)商及測繪車的開發(fā)商(即車企)沒有測繪資質(zhì),卻從事了“測繪活動”,從而極有可能引發(fā)測繪的合規(guī)問題,并被處罰,嚴(yán)重的有可能引發(fā)刑事責(zé)任,但是沒有它們貌似全部或部分違規(guī)的“測繪活動”,要真正做到無人駕駛也是一件不可能完成的任務(wù)。對此,有車企、汽車零部件生產(chǎn)商等企業(yè)在很多場合向國家提案呼吁,希望國家在保證國家信息安全的前提下有條件地向部分企業(yè)開放地圖測繪資質(zhì),以降低自動駕駛的合規(guī)壁壘。
三、結(jié)論
國內(nèi)自動駕駛的攔路虎之一——公開道路測試的合規(guī)性問題,已經(jīng)在北京先行得以解決,但是公開路測的合規(guī)不等于在測繪等問題上的合規(guī)。出于對國家秘密的保護(hù)及對于國家安全的考慮,我國嚴(yán)格控制高精地圖測繪權(quán)的發(fā)放不是沒有道理,但自動駕駛汽車的發(fā)展也的確需要適度降低高精地圖測繪的合規(guī)門檻。如何做到這兩者的平衡,需要來自于政府、企業(yè)及各路職業(yè)人士大開腦洞、群策群力一起來解決。
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