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為什么自動駕駛汽車不能使用普通地圖導(dǎo)航?

2019-11-26 09:19 汽車之心

導(dǎo)讀:自動駕駛的地圖必須非常精確,其精度甚至要達(dá)到 10 厘米級別。

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【編者按】自動駕駛汽車使用的地圖,與我們?nèi)粘=佑|的高德地圖、百度地圖等公司的地圖有什么不同?高德和百度做的是人類的地圖,而高精地圖公司做的是機(jī)器人使用的地圖。

這兩種地圖都是幫助用戶基于地理位置做決定的工具,但它們的終端用戶差別很大。也正是由于終端用戶的不同,其類型與信息量就千差萬別。

人與機(jī)器使用的地圖:到底有什么實質(zhì)不同?

我們先回答一個問題:什么是人類使用的地圖?

智能手機(jī)中地圖 APP 已經(jīng)可以囊括一切。打開地圖應(yīng)用,藍(lán)色的點會告訴你身在何方。而設(shè)定好目的地后,你的路線就會浮現(xiàn)在屏幕上。

手機(jī)上的地圖確實非常好用,只需要一個簡單的 GPS 芯片,手機(jī)就能在地圖上定到你的位置,誤差只在幾米之間。

除此之外,它還有追蹤通勤習(xí)慣,推薦行車路線,提供打折信息等數(shù)百萬種應(yīng)用場景。

這些地圖上有用的語義學(xué)數(shù)據(jù)包括興趣點(POIs)、街名和地址等。

在車上,地圖則會給出路徑指示,比如告訴你「在某某大街右轉(zhuǎn)」。

像谷歌地圖這樣成熟的產(chǎn)品甚至還會包含更加細(xì)化的信息,比如車道數(shù)量,這也是你會在開車時聽到「保持左側(cè)兩車道行駛」之類提示的原因。

人類使用的地圖是非常好的資源,但想把它編進(jìn)代碼卻并不容易。畢竟它是人類數(shù)百萬年進(jìn)化的產(chǎn)物,是人類大腦對周邊無數(shù)信息進(jìn)行消化吸收的結(jié)晶。

簡言之,人類的常識比計算機(jī)的模式匹配能力要強(qiáng)大多了。

常識的力量強(qiáng)大了,人類的地圖就無需那么精確,即使 GPS 無法識別其中不同,一個藍(lán)色的小點也能保證你在駕駛時不會駛向轉(zhuǎn)盤上的花壇。

在隧道里或高層建筑間,GPS 信號可能會偶爾消失,但你還是能靠著常識繼續(xù)駕駛,直到藍(lán)色小點重新出現(xiàn)。

即使沒有常識,機(jī)器的地圖,加上超強(qiáng)算力也能輸出正確決策。機(jī)器人的地圖里「信息」更多,它能為計算機(jī)提供更多補(bǔ)充資源。

與人腦一樣,自動駕駛汽車搭載的超級計算機(jī)也能在駕駛時進(jìn)行實時決策,不過由于缺乏常識,它理解起周邊環(huán)境來要困難不少。

因此,機(jī)器的地圖必須非常精確,其精度甚至要達(dá)到 10 厘米級別。

除了更加精準(zhǔn),它提供的信息還要非常直觀,指令更是能多細(xì)就多細(xì)。

比如:

1.車輛當(dāng)前處在哪個車道,該車道需要注意哪些交通標(biāo)識和信號燈。

2.車輛與道路的高度也非常重要,這是自動駕駛汽車在城市高架行駛時的必備數(shù)據(jù)(車輛要知道自己是不是在高架橋上)。

3.機(jī)器的地圖還必須永遠(yuǎn)在線,并在 GPS 信號不穩(wěn)定甚至徹底消失時持續(xù)為車輛提供精確信息。

說到這里,什么是機(jī)器地圖,大家就很清楚了。

與人類不同,機(jī)器不需要精美的界面,也無需夜間模式和精挑細(xì)選的字體。

簡言之,機(jī)器地圖就是一個信息倉庫,足夠機(jī)器導(dǎo)航使用。

3D 點云圖

關(guān)注自動駕駛汽車的人,對 3D 點云圖并不陌生。

點云屬于空間數(shù)據(jù),本質(zhì)上來說是 3D 高程點的集合。

一個精準(zhǔn)的實時 3D 點云地圖是自動駕駛汽車執(zhí)行多種基本任務(wù)的必要條件:

首先,它讓車輛能找到自己的位置。

任何使用激光雷達(dá)的自動駕駛汽車都會實時生成點云圖,將點云圖疊加到現(xiàn)有地圖上后,車輛就能找到自己的精確位置(即使當(dāng)時 GPS 不可靠)。

激光雷達(dá)會實時工作,幫助車輛進(jìn)行物體探測和躲避,而一個精確的點云圖可充當(dāng)環(huán)境的基線視圖。

點云信息越豐富,車載計算機(jī)就越輕松,它也能分出更多算力專注于移動物體。

簡單的語義信息:每條車道的行車路線

點云圖上要疊加一層語義信息,它能告訴自動駕駛汽車應(yīng)該遵守什么樣的規(guī)則。

除此之外,語義信息還能為車輛 AI 提供周邊環(huán)境情況并充當(dāng)這個世界的藍(lán)圖。

總得來說,語義信息的層次越多,車載計算機(jī)導(dǎo)起航來就越輕松,畢竟前路上會出現(xiàn)越來越多規(guī)劃好的環(huán)境。

這些語義信息包括:

1. 車道標(biāo)線

2. 行駛方向

3. 交通信號燈與標(biāo)識

4. 人行橫道

5. 馬路牙子標(biāo)記與泊車規(guī)則

6.「高可信路徑」(最容易行駛的道路)

7. 建筑工地和任何臨時規(guī)則

如果能將這一層層信息都融合進(jìn)去,我們就能得到一套強(qiáng)大的點云圖。

當(dāng)然,到底哪些語義信息對自動駕駛行業(yè)最有用,現(xiàn)在依然充滿變數(shù),但未來幾年這些語義信息肯定還會受到持續(xù)關(guān)注。

同時,這也意味著,圖商得抓緊在自己的地圖中添加語義信息層。