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车路云一体化发展提速,高精度地图机遇与挑战并存

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2022年8月,自然资源部办公厅印发《关于做好智能网联汽车高精度地图应用试点有关工作的通知》。在北京、上海、广州、深圳、杭州、重庆六个城市开展智能网联汽车高精度地图应用试点。
2024年1月17日,五部委联合印发《关于开展智能网联汽车“车路云一体化”应用试点工作的通知》,包括建设智能化路侧基础设施、提升车载终端装配率、建立城市级服务管理平台、开展规模化示范应用、探索高精度地图安全应用、完善标准及测试评价体系、建设跨域身份互认体系、提升道路交通安全保障能力、探索新模式新业态。

自然资源部《关于加强智能网联汽车有关测绘地理信息安全管理的通知》

2024年7月26日,自然资源部下发关于加强智能网联汽车有关测绘地理信息安全管理的通知》(简称“《通知》”),旨在促进智能网联汽车发展,鼓励地理信息安全应用探索,优化地理信息公共服务,营造安全发展的良好氛围。《通知》明确指出,加强智能网联汽车涉测绘行为管理。智能网联汽车使用的基础地图、高级辅助驾驶地图、高精度地图、自动驾驶地图等属于导航电子地图。对智能网联汽车回传的地理信息数据进行收集、存储、传输、处理以及地图制作等活动应由具有导航电子地图制作等测绘资质的单位承担
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随着各行各业信息化技术的发展,地图数据应用更加多元化,高精度地图未来有可能不再只是行车或行人所依赖的地图参考工具,它将会成为未来智能世界的基础底图应用到更多的领域,如智慧城市、物流配送、公共安全等等。

 

车路云一体化是车、路、云、网、图多元要素构成的高效信息系统,测绘地理信息可以发挥重要支撑作用,弥补单车智能在感知、数据、计算上的短板。譬如通过提前采集信息绘制的高精度地图,标注了道路特征和驾驶经验轨迹,可以有效弥补车端传感器及模型训练的不足减少对车端高算力的刚性需求
虽然辅助驾驶技术的浪潮中,L2+级别的乘用车智能驾驶解决方案提供商及Tier 1供应商正积极追赶特斯拉等先驱者的步伐,致力于研发无图FSD、无图具身智能及端到端大模型等前沿技术,意图减少对高精度地图的依赖,借助传感器实现更为灵活和智能的自动驾驶体验。

但高精度地图作为自动驾驶技术栈中的关键一环,尤其在L3级及以上自动驾驶智能网联汽车上不可撼动。视觉传感器有局限,而高精度地图不仅提供了详尽的道路信息、交通标志、障碍物位置等关键数据,还是自动驾驶系统实现精准定位、路径规划及决策控制的重要基石。

因此,在追求技术创新的同时,如何高效利用并持续优化高精度地图的精度与实时性,也是当前自动驾驶领域的重要课题。

行深智能高精度地图测绘原始点云结果

行深智能从2017年成立之初,就依托公用导航地图作为“底图”,运用自研测绘工具,精准绘制并构建出高效能的高精度地图,并不断更新与迭代数据,全流程解决方案已成功应用于多类型低速无人车上。

 

高精度地图优势显著,测绘过程挑战重重

相较于普通电子导航地图,高精度地图展现出三大鲜明优势:
1、数据精度更高:其空间尺寸误差缩小至分米乃至厘米级,精准映射道路实况。
2、数据覆盖更全面:在基础道路信息上,进一步融入车道线特性、宽度及护栏、交通标志、信号灯状态等详尽细节,提升数据维度。
3、数据准确性更高:紧跟交通环境瞬息万变,实时反映道路施工、临时管制、信号灯故障等动态信息,确保信息时效性。
高精度地图在无人驾驶中的重要作用,图片源于百度开发者中心
这三大特点共同支撑起高精度地图的三大核心功能:精准路径规划高效地图匹配、以及强化环境感知
高精度地图通过提供最为实时准确的地图信息,助力自动驾驶系统跨越感知局限,显著提升系统的可靠性与用户的使用体验。
高精度地图帮助车辆进行先验信息/轨迹约束/预测选择,图片源于百度开发者中心
高精度地图的实时更新与维护面临严峻挑战,核心难题在于三点:
1、数据采集的高昂成本:数据采集车、多样化采集设备、专业测绘员等投入;
2、数据存储及处理的复杂性:大量的静态及动态数据需要采集后进行存储和处理;
3、地图更新的高频需求:实时更新、全局更新等;
行深智能高精度地图采集设备
为满足自动驾驶需求,高精度地图需高频、全局更新的需求,高精度地图数据被分为如下四类,并采用差异化更新策略。
  • 静态数据(如道路路网和建筑)季度更新即可;
  • 准静态数据(如标线、标牌)需天级更新;
  • 动态数据(如交通拥堵)需分钟级更新;
  • 实时数据(如车辆位置、信号灯状态)则需秒级更新。

这种分层管理能提高数据更新的压力和效率,在一定程度上控制了成本,使高精度地图的维护更加经济高效。

车路云一体化试点加速,高精度地图需求迫在眉睫

关于“车路云一体化”战略下多种车型(智慧公交、智慧乘用车、自动泊车、城市物流、自动配送)的试点需求,L4级无人车的普及对高精地图的建设提出了迫切要求。
  • 所有无人车厂商都有建设高精度地图的需求,同一条路不同厂家各自建图、多次建图,成本高昂且效率低下,同时也造成资源的极大浪费。

  • 高精度地图的持续维护需要巨大的投入,维护成本同样不容小觑。
2023年4月,行深智能获颁国家乙级测绘资质,不仅地图采集合法合规,同时行深智能运营的无人车在外作业的同时,也将会对走过的路,经过的高精度地图进行增量的更新,保障地图数据一直保持在最新的状态,保障24小时的鲜度。采图及维护地图成本可控。
 

自研三维全景激光扫描仪,高效实现高精度地图采集

P100,高度集成、轻量化的数采利器
高度集成、轻量化的数据采集利器,主要用于高密度三维点云高分辨率全景照片的实景采集,它具备如下优势:
  • 多面航空铝合金材料,对测量传感器进行刚体固连,具备超长耐磨稳定结构,无需因结构变化导致外参变换导致扫描精度下降。
  • 双头激光器,实现横向和纵向扫描,满足多样场景需求。
  • 4路高清相机,实现三维实景照片级快速还原。
  • 内部具有惯性单元,可支持手持,背负,车载多种方式。
  • 集成UB系列GNSS接收机,可实时提供RTK解算数据。
  • 支持多种作业模式:1)纯北斗模式定位建图;2)基于GPS、GLONASS、北斗等方式融合定位建图;3)无卫星信号建图。

采集设备测绘作业流程:
  • 前期准备:根据已有资料及现场踏勘情况进行采集路线规划。

  • 数据预采集:检测设备的状态,调整契合实地环境的采集参数,如影像的曝光量、曝光时间、最适行车速度等。

  • 数据采集:采集基站架设情况,道路激光点云与全量影像设置与采集,通过专属APP实现实时监控与初步解算。

  • 公路信息化采集:构建全面的基础地理信息数据库,涵盖路基、路面、桥梁、隧道等公路基础设施的二维数据或图层,以及精确标注桩号位置与基本属性的二维数据

  • 数据处理:通过无人值守& XS Stree智能处理软件,对海量数据进行高效点云后处理,离线解算和智能浏览。
目前,该测绘解决方案已广泛应用于多个前沿领域,包括长沙的无人小巴示范区接驳服务、雄安新区的智能网联无人配送项目、香港国际机场的无人巴士运营、川渝科学城的智能网联项目总包及两江新区、东安湖等多个重点项目,以及四川绵阳的智能网联机场项目、大理洱海生态廊道的智能网联景区建设等等,展现了其强大的适用性与市场价值。在科技日新月异的今天,行深智能不断突破高精度地图采集与应用的边界,为自动驾驶及智能网联领域注入了强劲动力。不仅为无人驾驶车辆提供了精准的导航与感知支持,更在提升城市交通效率、保障行车安全、优化出行体验等方面发挥着不可替代的作用。

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