放下高精地图这根“拐棍”,“重感知,轻地图”真的能行吗?

车生演绎 2022-11-01
4020 字丨阅读本文需 10 分钟

2021年,美国《消费者报告》对北美市场销售的17款车型的智能驾驶系统进行了评测,从测试评分来看,凯迪拉克CT6搭载的通用Super Cruise超级智能驾驶系统位列第一,特斯拉的Autopilot居于第二,而为通用Super Cruise加了不少安全分的正是其背后的高精地图。

有了高精地图的自动驾驶车辆,就好像开启了「上帝视角」,可以提前获知精确的路况信息并规划好行驶路线。现在,已经有不少车企的新车搭载了高精地图,如华为、蔚来、小鹏和理想等。然而,使用容易,用好却不易。高精地图有两个必要条件:一是取得甲级测绘资质,二是提供高昂的数据采集和更新成本,这也是现阶段压在重地图路线上的两座「大山」。

前不久,国家自然资源部印发了高精地图应用试点的相关通知,宣布将在北京、上海、广州、深圳、杭州、重庆 6 个城市开展智能网联汽车高精度地图应用试点。此后不久,高德地图和百度地图还获得了广深首发的城市高级辅助驾驶地图许可。

不过,自然资源部也同期下发了加强监管高精地图的通知,重申高精地图测绘制作只能由具备导航电子地图制作甲级资质的单位进行,对于甲级资质的审批进行了收紧。

在目前公布的资质复审企业名单中,滴滴旗下的滴图科技、小鹏旗下的智途科技、上汽和东风投资的晶众信息科技、以及中海庭、易图通和立得空间等图商暂未在列。

目前的主流图商,依然是百度地图、高德地图、四维图新等,但他们之中也曾有人提出采集数据费人又费钱、后续维护不易、需求不断变化等问题。

面对高精地图存在的两座大山,已有自动驾驶企业做出了新的选择,在其城市辅助驾驶中走起了「重感知、轻地图」的路线,这是否意味着,高精地图只会存在于一个过渡阶段?

01

国内外高精度地图发展概述

Waymo早在2009年就在为自动驾驶构建地图。随后,由于大算力芯片以及深度学习技术的蓬勃发展,自动驾驶技术能落地的场景也变得越来越丰富,同时自动驾驶技术本身带来的巨大商业价值,吸引了越来越多的国内外玩家进入该领域,进行深入研究来实现各类场景的落地。高精地图作为自动驾驶技术中的重要环节,在定位、感知、规划甚至端到端的自动驾驶算法中都能提供技术支撑,越来越多的企业加入了高精度地图制作行业来加速自动驾驶快速落地。除了Here、TomTom等传统图商先后加入到高精地图制作外,自动驾驶技术公司Mobileye,Tesla等在自研高精度地图上也投入了大量精力。国内厂商紧随其后,2013年,国内图商四维图新、高德、宽凳科技等加入高精度地图的制作,同时,自动驾驶技术公司百度、Momenta等为满足L3级别的自动驾驶的要求也开始了高精度地图的制作和使用。

什么叫高精地图?英文称为HD Map(High Definition Map,从数据精度和要素丰富度的角度定义)或HAD Map(Highly Automated Driving Map,从自动驾驶功能的分级标准角度定义)。

高精地图的主要作用,有人机共驾、超视距感知、高精度定位、车道级路径规划等(这个百度有很多解释,略过)。

跟普通的导航地图不同,简单说就是:导航地图是给人看的,高精地图是给“车”看的。

高精度地图在自动驾驶中的作用主要体现在如下几个方面:

感知:红绿灯感知、车道线感知、超视距感知等大大简化了自动驾驶过程中后续预测以及规控算法设计的复杂度。

路径规划与决策:使用高精度地图提供的信息提前进行路径规划,同时根据障碍物所在车道位置或者红绿灯等信息预测障碍物可能的运行轨迹,从而提前做出预判和决策。

安全:在雨雪、大雾等极端天气下,各传感器可能会出现一定失效或者感知结果不准确,高精度地图可以有效的进行信息的补充,从而保证自动驾驶汽车行驶过程中的安全性,同时,在一些如多层立交、隧道等复杂的道路场景下,利用高精度地图,结合视觉毫米波雷达、激光雷达等无源定位的无源传感器,实现自主定位,这种融合定位的方式会大大提升定位的准确性,也会进一步提升自动驾驶的安全性。

02

高精地图的“鲜度”

高精地图考不上,主要是“鲜度”不够,也就是更新频率不够快。

按照自动驾驶的要求,至少要做到日更。有车企人士之前就曾表示,城市场景的高精地图的鲜度非常关键,他们希望能够做到日级更新的能力。

但是,目前几大高精地图供应商的高精地图,基本都以季度为单位更新。现实和愿望的距离有点大。

这是因为,高精地图对于地图商来说,可能也是个“养不起”的奢侈品。

比如,地图数据的采集和制作就很“费钱”。高精地图对数据要求很高,要采用专业设备,使用专业方法进行测绘。地图商们通常用搭载激光雷达、摄像头等大量传感器的车辆,在路上定期扫描获得数据。这种车辆造价高昂,单车动辄上百万,而且车队养护成本极高。

此外,中国的城市道路系统是全世界最复杂的,没有一家地图商能做到扫完全国,就算有企业试图用“众包”的方式降低成本,但无论从经济性、安全性,还是数据质量的角度看,都不是一种成熟的模式。

再来说说覆盖面积,根据相关数据,截止到2020年底,我国公路里程519万公里,其中高速16.1万公里。目前,高精地图基本覆盖了高速。因为高速公路路况简单、改变少,高速NOA相对好做。但问题是,高速上车速快,一旦有问题就是大事故。还有,以高速所占的比例来看,高精地图任重道远。

目前,业内公认的头部玩家,是四维图新、高德、百度、易图通这四家。IDC报告显示,2020年,百度、四维图新、易图通、高德位列中国高精地图市场份额前四位,分别为28.07%、21.61%、16.15%、13.07%。问题是,这四家也只完成了初步的高速覆盖、个别城市的高精地图等。

此外,建图还只是第一步,后续的更新维护是更大的挑战。就像前面说到的“鲜度”要求,用户需求是要实现日更甚至分钟级的更新,但实际情况是月更都难以做到,一般是一个季度一更。

再说到高精地图落地的场景,在乘用车的应用上,目前高精地图的主要落地场景是高速公路和停车场,对应的功能分别是高速领航辅助驾驶和自主泊车。这两个场景的环境相对简单,大部分车企都会从这里起步。

而鲜度和覆盖面积,算是目前的两个无解大BUG。这也是在提醒每一家车企,要做好全域智能驾驶,靠“拐棍”是不行的。

所以,车企打的现实算盘是,眼下用HD Map可以先把城市NOA跑起来,边跑边优化算法和策略,逐步降低地图的权重。而且,给用户在有限区间内(特定城市、特定区域)一个高级的体验,也算是个卖点吧。

03

「轻地图」路线可行吗?

2019年,特斯拉CEO埃隆·马斯克公开表示,「过分依赖高精度地图会让自动驾驶系统变得极其脆弱,普及起来更加困难。」

今年,华为ADS的落地时长或许正是印证了这一点。

按照最初的规划,华为将于2022年一季度全面量产ADS智能驾驶辅助系统。然而,虽然极狐阿尔法S Hi版在5月开始交付,但城市NCA功能却直到9月才开始在深圳一地进行测试。这正是因为这套系统依赖高精地图的数据,要等到高精地图全面开通之后才能落地。

此外,之前早已基于高精地图推出各自城市导航辅助驾驶系统的蔚小理(蔚来、小鹏和理想),也都迟迟没有实现大规模量产。今年,小鹏也在广州开启了城市NGP(自动导航辅助驾驶)试点,但仍未给出在其他各城市上线的时间。有业内人士透露,没有高精地图资质是小鹏城市NGP没有全面落地的主要原因。

由此看来,现在高精地图似乎已从「拐杖」变成了自动驾驶系统进城的「拖油瓶」。

同样是这个9月,毫末智行推出了不依赖于高精地图的城市域高级辅助驾驶产品——城市NOH,并率先在魏牌摩卡DHT-PHEV激光雷达版车型上落地。若按照官方给出的规划,其交付速度将不依赖高精地图落地速度。

那么,不用高精地图的自动驾驶系统能站住脚吗?

毫末智行技术副总裁艾锐表示,关于高精地图的使用与否,需要回到一个核心的问题:高精地图到底是什么、作用又是什么?

以「路口」这一典型场景为例,路口没有车道线,而整个自动驾驶系统通常是依赖车道线来走,一种解决方案就是通过定位,按照地图中的虚拟车道线走,这时车道线的精度就很关键,因此出现了高精地图。但现在,通过重感知的方案,可以绕过车道线的问题。

例如,当一辆车经过一个路口出去之后,下一个执行路口是哪个?这通过感知还是很难发现的,需要地图来告诉系统,但又不太需要地图明确车道线的精确坐标、物理坐标和人行横道的精确位置等,这叫做地图中的拓扑关系。换句话说,这一步无需高精地图,普通地图就可以做到。

艾锐表示,毫末一直主推「重感知、轻地图」的路线,就是尽量地相信实时感知,对地图主要是利用拓扑关系、从感知里较难获得的信息,以及地图里面不会改变的信息。「就像人开车的时候,人主要还是相信自己的眼睛。」他举例说。

同样拥护「重感知、轻地图」的还有智行者科技,其前不久对外发布了一套不依赖高精地图的 L2+自动驾驶解决方案,并覆盖高速与城市两个场景。据悉,智行者的高速领航系统将于今年第四季度推出量产版本,而城市领航系统将于 2023 年第三季度发布。

可以看到,对于部分自动驾驶系统厂商来说,高精地图的发展已经跟不上他们理想中的落地速度,这不免让人思考:未来,高精地图有可能逐渐被替代、成为历史吗?

04

这根拐杖真能放下吗?

「高精地图对自动驾驶来说是过渡。」近期,华为终端BG CEO、智能汽车解决方案BU CEO余承东,以及身处新势力车企的小鹏汽车CEO何小鹏,都公开发表过类似的观点。

余承东在极狐阿尔法S全新HI版上市发布会上说道,「现在华为ADS借用了高精地图的一些能力,未来希望尽可能不依赖高精地图,普通地图、标清地图也OK。」小鹏汽车CEO何小鹏则在此前的一次车展活动上指出,「真正的自动驾驶一定要能够全场景驾驶。」

日前,小鹏方面也曾表示,自2023年开始,从高速到城市NGP,小鹏都不再依靠高精地图,现有车辆也不会在原有基础上加配激光雷达,在传感器层面,会主要靠双目800万像素摄像头和毫米波雷达。据悉,这主要还是因为政策的限制。

至于小鹏2021年为获高精地图资质而收购的智途科技,相关人士表示,不用高精地图不意味着不用地图,所以智途还是有价值的。

业内常说,高精地图和激光雷达是自动驾驶车辆的两根拐杖。要知道,小鹏一直以来也都是「多传感器融合 + 高精地图」派的代表者,而今改投「轻地图」派,是否预示了一种趋势?毕竟,政策上的限制实实在在地影响着每一家自动驾驶企业。

艾锐则已直接下了结论:「重感知、轻地图」一定是未来的趋势。第一,城市道路很多、很长,变化度很高,高精地图需做到完全的时效性,而这对于图商来讲是一件要求很高的事情;第二是成本问题,就算图商真有能力把高精地图做到这样的级别,所需的成本将会非常高。

「从范围、精度到鲜度对于产品的要求,再到产品的市场化商业价格来看,高精地图放在城市道路上会面临非常大的挑战。而重感知路线可以规避高精地图更新慢、成本高等问题,有助于智能驾驶的快速落地。」艾锐表示。

按照艾锐的说法,「轻地图」或许是能够解决高精地图目前存在的痛点,但放下这根拐杖后的自动驾驶系统,以后能否走得稳仍是一个未知数。

最后

自动驾驶车辆正不断向高级别进阶,对于系统安全性的要求也会越来越高。而无论是「重感知、轻地图」还是「轻感知、重地图」,本质上都是为了在提供安全保障的同时,能够更快地实现自动驾驶的规模化落地。图商如何持续保持高精地图在自动驾驶中的份额,「轻地图」的方案是否能真的保证落地速度和效果,都还需进一步观察和权衡。

文章来源: C次元,复睿微电子,Auto Byte

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