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廣皓天
近日，百度地圖更新“車道級事故預警”功能，可監(jiān)測高速路突發(fā)事故、緊急施工等交通事件，并實時更新前方事故車道信息，向車主進行預警。
百度地圖災禍預警示意圖
(圖源：百度地圖)
值得一提的是，百度“車道級導航”是基于高精地圖的應(yīng)用。而最近基于此技術(shù)更新地圖應(yīng)用的不止百度一家，蘋果也在自家的3D地圖上更新了細節(jié)。據(jù)悉，蘋果3D地圖不同于衛(wèi)星3D地圖，其場景及地圖中建筑物并非來自衛(wèi)星，而是由自己設(shè)計。
蘋果3D地圖示意圖
(圖源：蘋果)
在過去，地圖的功能與服務(wù)更新大都基于衛(wèi)星，而如今則基于各家測繪的高精地圖。衛(wèi)星和高精地圖的不同點在于，后者需要進行實地測繪。這從側(cè)面也體現(xiàn)出，目前地圖定位技術(shù)正發(fā)生“后端技術(shù)前端化”的轉(zhuǎn)變。如今大部分地圖公司、汽車廠商都在擁抱高精地圖，主要是因為政策指向。
什么是高精地圖
后端技術(shù)如何前端化？
地圖產(chǎn)品與一般互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品類似，也由前后兩端構(gòu)成。后端由衛(wèi)星提供定位技術(shù)和相關(guān)；前端則提供軟件服務(wù)。但目前傳統(tǒng)地圖在精確度和時效性上已不再能滿足人車需求，于是后端技術(shù)不再局限于衛(wèi)星，而是通過結(jié)合前端的雷達等測距技術(shù)進行實地測繪，加之對場景的渲染，構(gòu)建更符合新時代的高精地圖。
高精地圖由靜態(tài)和動態(tài)兩個圖層構(gòu)成。靜態(tài)處于底層，一般由含有語義信息的車道模型、道路部件、道路屬性三類矢量信息，以及用于多傳感器定位的特征圖層構(gòu)成。而動態(tài)圖層則建立于靜態(tài)圖層的基礎(chǔ)之上，主要包括實時動態(tài)信息，既有其他交通參與者的信息(如道路擁堵情況、施工情況、天氣情況等)，也有交通參與物的信息(如紅綠燈、人行橫道等)。
由上圖可知，地圖通過特定圖層來描繪特定類別，然后將圖層疊加進行路面表達，終端顯示的導航地圖一般由10層以上不同分辨率的組成。當用戶進行縮放時，程序根據(jù)縮放級數(shù)，選擇不同分辨率的瓦片圖，再拼接成一幅完整的地圖。
雖然有很多圖層，但按照為地圖整體提供的功能來劃分，可以分為三大圖層架構(gòu)。
在應(yīng)用端，由于路況復雜，高精地圖還需分析地圖中不同的信息，一般分為道路信息、規(guī)則信息、實時信息三部分。道路信息為自動駕駛汽車提供決策基礎(chǔ)。而規(guī)則信息與實時信息則是基于道路信息與車聯(lián)網(wǎng)獲取的實時信息，用來規(guī)范駕駛行為。
對比傳統(tǒng)地圖，高精地圖在面向?qū)ο笊嫌兴町悺鹘y(tǒng)地圖主要面向人，以人的認知為基礎(chǔ)，解決的需求包括規(guī)劃路線、確認地點、辨別方位等，高精地圖面向的是自動駕駛算法，或者說“一臺機器”，數(shù)據(jù)將作為自動駕駛算法的輸入端，解決的需求包括環(huán)境感知、高精度定位、規(guī)劃與決策等，是自動駕駛汽車行駛上路的“行動指南”。
另一方面，在時效性要求上，高精地圖比傳統(tǒng)地圖更高。傳統(tǒng)地圖更新頻率一般為一季度更新一次，而高精度地圖由于涉及輔助及自動駕駛，理想情況為一小時更新一次。
在實際場景中
構(gòu)建一張高精地圖有何難點？
目前，地圖公司主要通過專業(yè)的采集車進行集中測繪與制圖，這種采集方式優(yōu)勢很明顯：精度高、可靠性強。一輛高精地圖采集車需要搭載的設(shè)備包括激光雷達、攝像頭、陀螺儀、GPS接收機、數(shù)據(jù)儲存計算設(shè)備等。
在價格方面，據(jù)《智能網(wǎng)聯(lián)汽車高精地圖白皮書》顯示，分米級地圖的測繪效率約為每天每車500公里道路，成本為每公里十元左右，而厘米級地圖的測繪效率約為每天每車100公里道路，成本在每公里千元左右。
經(jīng)過一番推算不難得出，目前高精地圖在測繪上還有面對成本過高的問題。相比高速路段，城市主干道等開放道路的測繪范圍會更大，路況也更復雜。以1輛采集車1天采集有效數(shù)據(jù)100公里計算，100輛采集車也要1個月才能采集完1次。而1輛采集車的購買成本就在百萬元級別。
同時，由于高精地圖對時效性的要求，采集完之后的地圖維護和更新，包括地圖繪制、校正地圖信息、更新POI信息等譯制工作也會增加一定成本。在這樣的成本壓力下，要地圖公司投入更大規(guī)模的采集車，并完成高精地圖日更或周更，并不現(xiàn)實。即便是頭部企業(yè)高德地圖，截止2021年底也僅在國內(nèi)近30個城市完成20萬公里的采集，而全國城市道路總長近1000萬公里。
而針對成本問題，后來大多廠商使用眾包采集的解決方案。即利用搭載了激光雷達、攝像頭等傳感器的乘用車輛，在行駛過程中收集道路信息并上傳到云端，地圖公司在云端對道路數(shù)據(jù)進行處理，更新高精地圖，再拿給車輛使用。這種采集方式的優(yōu)勢在于，可以利用存量更大的乘用車，對道路信息進行不間斷地采集處理，達到更新快、成本低的目的。
不過該方案也有一定的弊端。首先是不同車型由于傳感器和操作系統(tǒng)上的差異，產(chǎn)出的數(shù)據(jù)格式不同，導致傳到云端后在數(shù)據(jù)融合上有一定難度。第二是由于測繪數(shù)據(jù)涉及國家安全問題，國家相關(guān)政策對其進行了管制。
其中第一條便明確了相關(guān)約束信息。簡單來說，只要是車上裝配了定位模塊、攝像頭、激光雷達等傳感器，并進行地理數(shù)據(jù)的采集、存儲、傳輸和處理，就算是測繪行為，需要受到相關(guān)法律約束。
政策為國內(nèi)企業(yè)撐起保護傘
地圖、定位解決方案公司的新機會
今年8月30日，上文提及的《通知》頒布，其第三條規(guī)定如下：
需要從事相關(guān)數(shù)據(jù)收集、存儲、傳輸和處理的車企、服務(wù)商及智能駕駛軟件提供商等，屬于內(nèi)資企業(yè)的，應(yīng)依法取得相應(yīng)測繪資質(zhì)，或委托具有相應(yīng)測繪資質(zhì)的單位開展相應(yīng)測繪活動；屬于外商投資企業(yè)的，應(yīng)委托具有相應(yīng)測繪資質(zhì)的單位開展相應(yīng)測繪活動，由被委托的測繪資質(zhì)單位承擔收集、存儲、傳輸和處理相關(guān)空間坐標、影像、點云及其屬性信息等業(yè)務(wù)及提供地理信息服務(wù)與支持。
簡單來說，外資企業(yè)無法取得測繪資質(zhì)。同時，根據(jù)自然資源部發(fā)布的相關(guān)規(guī)定，高精地圖測繪制作，只能由具備導航電子地圖制作甲級資質(zhì)的單位進行。截止2021年底，獲得甲級資質(zhì)只有31家企業(yè)，而在經(jīng)過2022年的三次復審后，目前只有19家企業(yè)通過。
2022年甲級測繪復審換證通過單位
(數(shù)據(jù)來源：自然資源部)
并且，出于數(shù)據(jù)安全的考量，也為了解決高精地圖在生產(chǎn)更新中的合規(guī)性問題。在前文提到的測繪眾包采集方案上，工信部主導了車聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與地圖服務(wù)平臺建設(shè)項目，建立了處于Tier 1(地圖公司)和監(jiān)管部門間的單位Tier1.5，作為OEM(汽車廠商)和Tier 1之間的紐帶，加強動態(tài)數(shù)據(jù)匯聚、數(shù)據(jù)推送、服務(wù)監(jiān)管支撐、數(shù)據(jù)合規(guī)處理四方面的能力。
此舉雖可有效解決眾包采集方案中的合規(guī)性問題。但也無形中限制了輔助駕駛和自動駕駛發(fā)展。這其中汽車廠商最著急。一般情況下，汽車裝配的雷達傳感器、攝像頭等硬件所采集的數(shù)據(jù)不是為了測繪，而是為了訓練算法。但由于政策規(guī)定，目前的相關(guān)進展已暫停，比如與華為合作的極狐汽車，城市道路高階智能駕駛功能的交付時間仍在后延。據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露，大家都在等政策風向。
另一方面，雖然特斯拉等知名車企提出“重感知，輕地圖”的路線，采取了完全不依靠“高精地圖”的純視覺自動駕駛方案，把用作仿真訓練的“短時路網(wǎng)”保存在國內(nèi)的服務(wù)器上。但目前已知消息是，特斯拉仍不被允許進入一些敏感的行政區(qū)域。不僅在中國，今年早些時候，德國柏林警察局曾下令：禁止特斯拉進入警察總部和刑事警察局相關(guān)場所。
而更多的汽車廠商也重新開始關(guān)注高精地圖。比如蔚來在今年第一季度財報提及：今年三季度將基于與合作伙伴共同開發(fā)的自研高精地圖，推出NOP+增強領(lǐng)航輔助功能；同時與華為合作的極狐阿爾法、阿維塔等搭載的高階智能駕駛功能ADS，都會搭載華為高精度地圖。
目前看來，雖然審核制度比較嚴格，但相關(guān)部門也在著手與企業(yè)打配合，換個角度思考，其目的主要是加快相關(guān)產(chǎn)業(yè)國有化進展。加上汽車廠商紛紛在重新布局高精地圖。綜上所述，從政策和市場來看，高精地圖或是國內(nèi)地圖公司、定位解決方案公司的一大機會。
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