和傳統的電子導航地圖相比,高精地圖擁有更高的位置精度和更多的數據維度,在更高級別的自動駕駛中能夠實現更精準的自身定位和彌補傳感器的技術缺陷,進一步保障自動駕駛汽車的安全性。
雖然甲級電子導航地圖資質的門檻使得高精地圖的賽道不像傳感器那麼擁擠,但BAT的強勢布局、傳統圖商的積極轉型、初創自動駕駛企業的崛起使得這張「圖」不像想像中那麼平靜,主機廠也不想坐以待斃,積極與圖商們展開合作。
而在標準、法規都還不完備的當下,如何利用更有競爭力的成本做出更高質量的圖,覆蓋更多場景,加速量產落地,是圖商們需要認真考慮的事。
競科技製圖
非必要的必要選項
和雷射雷達有些相似,雖然高精地圖也被一些人認為是自動駕駛的「非必要選項」,但同樣是基於對更高級別自動駕駛安全性的考量,高精地圖會成為L3及以上自動駕駛汽車的標配已經得到寶馬、奔馳等眾多車企的共識。
和傳統電子地圖面向駕駛員不同,高精地圖面向的是機器,是汽車本身的自動駕駛系統。高精地圖通俗來講就是精度更高、數據維度更多的電子地圖。傳統電子地圖的精度在米級別,商用GPS的精度為5米,高精地圖則能夠精確到釐米級別,基於更高精度,高精地圖首先實現的是車輛自身的定位。GPS只能將車定位到路段級別,高精地圖則可以將車輛定位到車道級別。
數據維度方面,相比傳統電子地圖較為基本的道路形狀、坡度、方向等信息,高精地圖真實地再現了更多精細化的信息,並將其進行三維表徵。道路數據方面,包括車道線的位置、類型、寬窄、曲率都可以予以展示。車道周邊環境方面,像交通信號燈的類型和位置、道路標示線的類型,甚至高架物體、防護欄、路標地標等基礎設施都能夠顯示出來。
高精地圖得以存在的另一方面在於,車載傳感器無論是視覺攝像頭、毫米波雷達,還是雷射雷達,都存在自身的性能邊界,即便是將這些傳感器組合使用,仍然無法完全避免視野遺漏,同時傳感器在極端天下容易發生誤判甚至失效。
高精地圖則能夠作為一種先驗知識實現對傳感器的補充,預知前方道路的交通情況。在眾包模式下,還能實現地圖的動態更新。事實上,通過高精地圖,汽車能有效減少對傳感器的依賴,繼而減輕感知晶片的算力負荷,最終降低系統成本。
眾包模式是高精地圖的一種道路數據採集方式,是圖商和車廠合作,利用後裝傳感器收集道路信息,並上傳到圖商的雲端資料庫,再經過後續的數據處理更加迅速地製作高精地圖。
眾包模式之外,採用專業的高精地圖採集車來進行道路數據採集是前期更主流的方式。高精地圖採集車會配備雷射雷達、車載攝像頭、IMU(慣性測量單元)、GPS定位系統等設備來採集道路數據。
用採集車採集數據是主流圖商像高德、百度、四維圖新等企業的主要方式,此種方式的最大優點是採集精度高,生成的高精地圖更為可靠,缺點則是前期採集設備和人力成本較高。
相比之下,眾包模式則深得初創企業青睞。眾包模式的採集傳感器主要是視覺攝像頭,百元級的成本比萬元級的雷射雷達要低很多。眾包模式的突出優勢是更快速地更新和完善道路數據。當然,缺點便是採集精度不如專業採集車。
目前,主流圖商在前期進行道路數據的專業採集後,普遍也會採用眾包模式再對地圖實現不斷更新。
不擁擠但熱鬧的賽道
甲級電子導航地圖資質的門檻使得高精地圖的賽道不像傳感器那樣擁擠。2016年,原國家測繪地理信息局(後併入國家自然資源部)下發的《關於加強自動駕駛地圖生產測試與應用管理的通知》中明確指出:自動駕駛地圖(高精地圖)必須由具有導航電子地圖製作測繪資質的單位承擔。
而自2001年1月國家首個甲級電子導航地圖資質頒給四維圖新以來,截止到2020年1月京東獲得此資質,近20年來全國總計獲得該資質的企業和機構只有22家,其中還有像國家基礎地理信息中心等4家事業單位。
其餘18家企業則主要由傳統圖商、網際網路巨頭子公司、自動駕駛初創企業組成。作為最早獲得甲級電子地圖資質的企業,四維圖新在2013年開始自動駕駛地圖領域的研究,2015年成立智能地圖事業部,成為較早布局高精地圖的玩家之一。2016年開始與寶馬展開自動駕駛地圖領域的合作,並最終在2019年2月獲得寶馬訂單,為其所屬品牌在中國 2021- 2024年量產上市的新平臺提供面向 L3 及以上的自動駕駛地圖產品及服務。2019年11月,又宣布獲得華為採購其自動駕駛地圖數據產品和服務。
網際網路巨頭入局的方式則更為簡單粗暴。百度2013年收購長地萬方,阿里2014年收購高德,騰訊則擁有全資子公司大地通途,後三者皆擁有地圖資質。其中,高德進度迅猛,被阿里收購的同年開始研發高精地圖,並在2018年6月獲得凱迪拉克CT6的商業訂單,也是亞太地區首個高精地圖商業訂單。2018年9月,又宣布獲得吉利的商業訂單。今年4月底上市的小鵬P7,也採用了高德的高精地圖。
「all in AI」的百度在2017年正式將其Apollo自動駕駛平臺對外亮相後,也加緊了高精地圖的研發,並在2018年8月和2019年4月先後獲得長城汽車和廣汽新能源的批量訂單。騰訊自家的高精地圖目前處於研發階段,但其早在2014年就入股四維圖新,目前持股10%,為第二大股東。
網際網路企業持續布局,主機廠也想分一杯羹。2019年8月,籮筐技術全資收購易圖通,而吉利在同年11月對籮筐技術4250美元的戰略投資則助力了其對易圖通的首期股份交割。易圖通也不負眾望,在2020年2月拿到了福特中國的高精地圖訂單,7月又與地平線達成了在自動駕駛地圖方面的戰略合作。
不願受制於人的還有上汽。2017年9月,上汽與光庭信息籤訂合作協議,以1.46億元認購光庭和中海達成立的合資公司——中海庭51%的股權,實現控股。中海達聚焦於北鬥衛星導航產業,光庭信息則專注於智能網聯汽車領域,兩者之下的中海庭則研發自動駕駛地圖。
初創企業方面,既有新型圖商,也有自動駕駛企業。今年3月,Momenta與豐田在高精地圖方面達成合作,Momenta將為豐田在中國提供高精地圖相關的自動駕駛技術。在2019年10月拿到億元A+輪融資的寬凳科技也在今年7月宣布成功與全球某知名車廠達成合作,為其提供高精地圖服務。
依然任重道遠
賽道雖然熱鬧,但高精地圖的真正成熟還需要更多方面的完善。
從場景上來看,目前高精地圖落地場景主要是高速公路和停車場,更為複雜的城市道路規模落地還存在挑戰。目前,四維圖新、高德等的道路數據採集距離都已超過30萬公裡,範圍覆蓋了國內大多數高速和省道。
停車場和高速公路、城市道路相比算是一個微場景,但基於高精地圖的自主泊車、車位引導在城市中有著強烈的市場需求。自主泊車在技術上屬於低速L4級自動駕駛,停車場封閉式圍欄特性沒有更多法規限制,也是業界公認的可以實現大規模商業化落地的場景,Momenta、晶眾地圖目前都在研發此場景下的量產方案,已在國內數千個停車場實現數據採集。
城市道路數據雖然得以採集,但真正應用還存在挑戰。相比高速場景和停車場場景,城市道路場景的複雜性意味著需要更優質的高精地圖保證自動駕駛的安全,同時,城市道路較為快速的更新速度也對高精地圖的更新速度提出更高要求。
同時,支持高精地圖後期更新、與成本和質量息息相關的的眾包模式也存在挑戰。眾包模式能有效滿足高精地圖的更新與後期自動建圖,但眾包方式涉及測繪資質、加密、審圖等問題,現有地圖管理規定難以有效滿足。
甲級電子地圖的資質門檻使得相當一批自動駕駛企業無法在短期內實現對更多道路數據的測繪,導致部分企業心有餘而力不足。另一方面,自動駕駛地圖仍然屬於導航地圖,車輛眾包模式下的道路數據某種意義上涉及國家機密和用戶隱私,在公開發布前需要地理信息主管部門的處理和審核,而且其較高的更新頻率和周期,現行的審圖模式也難以快速滿足。同時,國內目前還沒出臺專門針對自動駕駛地圖的統一標準,也缺少對高精地圖的專門驗證測試區。
從某種意義上說,高精地圖算的上是智能網聯汽車發展的基礎設施之一,它需要更加完備的標準和更成熟的數據支撐。而兩者又是相互促進的,新型行業的不斷發展完善是行業標準建立的基礎,行業標準的建立又進一步促進行業自身的進步。
對高精地圖來說,需要政府和企業通力合作。政府在保證數據安全的前提下,應該適當放寬行業限制,給更多企業施展能力的機會。企業也需要不斷利用自身技術優勢,助力政府推動行業規範不斷完善。高精地圖任重道遠,自動駕駛也任重道遠,但優秀的企業很多,新興行業需要更多包容,才能煥發更多活力,才能讓選項變得更加必要與合理。