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| 本文作者： 于勝越 | 2018-12-14 14:51 |
高精度地圖量產(chǎn)之戰(zhàn)已經(jīng)開(kāi)局。
行業(yè)內(nèi)已達(dá)成共識(shí)，面向L3/L4甚至更高級(jí)別的自動(dòng)駕駛汽車，高精度地圖已成剛需，誰(shuí)能率先具備快速更新地圖的能力，并完成高精度地圖的量產(chǎn)，在商業(yè)模式上破冰，誰(shuí)就站上了自動(dòng)駕駛舞臺(tái)的中央。
專注于研發(fā)自動(dòng)駕駛大腦的Momenta也將高精度地圖作為核心業(yè)務(wù)之一，這家一直低調(diào)的自動(dòng)駕駛獨(dú)角獸決定正式對(duì)外公布其高精度地圖的技術(shù)畫(huà)像。
近日，雷鋒網(wǎng)新智駕與Momenta CEO曹旭東及Momenta研發(fā)總監(jiān)兼地圖業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人孫剛進(jìn)行了獨(dú)家對(duì)話，兩位負(fù)責(zé)人首次對(duì)外詳解Momenta在高精度地圖方面的技術(shù)路線及商業(yè)戰(zhàn)略。
Momenta將自己定位為產(chǎn)業(yè)鏈條上的Tier 2，并向雷鋒網(wǎng)·新智駕呈現(xiàn)了三條更實(shí)在的高精度地圖“準(zhǔn)則”：
一、在大規(guī)模建圖之前一定要建立快速更新的能力；
二、高精度地圖的信息更新需要進(jìn)行大規(guī)模的驗(yàn)證；
三、高精度地圖的精度和更新頻率需要根據(jù)元素進(jìn)行分級(jí)。
隨著越來(lái)越多的自動(dòng)駕駛解決方案面市，高德、四維圖新、HERE等傳統(tǒng)圖商，谷歌、百度等科技公司，甚至自動(dòng)駕駛初創(chuàng)企業(yè)已相繼亮出量產(chǎn)時(shí)間表。一向低調(diào)穩(wěn)重的自動(dòng)駕駛玩家Momenta在高精度地圖量產(chǎn)之路上，提出了“關(guān)注更新能力，比一味大規(guī)模建圖更重要”的說(shuō)法。
在Momenta看來(lái)，對(duì)于高精度地圖提供商來(lái)說(shuō)，一張高精度地圖完成繪制交付，并非代表一段工作的完結(jié)，而是地圖更新閉環(huán)的開(kāi)始。假如一張高精度地圖無(wú)法保證持續(xù)更新，這意味著從發(fā)布之日起，它的價(jià)值就會(huì)持續(xù)降低，信息滯后的安全風(fēng)險(xiǎn)會(huì)持續(xù)升高。
*Momenta研發(fā)總監(jiān)兼地圖業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人 孫剛
Momenta研發(fā)總監(jiān)孫剛對(duì)其進(jìn)行了進(jìn)一步的解釋：“嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，對(duì)于應(yīng)用于L3及以上自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的高精度地圖，技術(shù)團(tuán)隊(duì)首先要具備快速更新高精度地圖的能力，再進(jìn)行大規(guī)模建圖才有意義。”
Momenta CEO曹旭東將大規(guī)模建圖歸屬于勞動(dòng)密集型的作業(yè)，“大規(guī)模建圖依賴的是資金（去部署大量的采集車），這與傳統(tǒng)導(dǎo)航圖商的做法沒(méi)有差別。而高精度地圖的剛需是實(shí)現(xiàn)快速更新，這也是高精度地圖領(lǐng)域新晉公司與傳統(tǒng)導(dǎo)航圖商差異最大的部分?！?/p>
為保證地圖“鮮度”，Momenta在高精度地圖方面選擇了基于視覺(jué)感知進(jìn)行眾包部署的方案。在孫剛看來(lái)，傳統(tǒng)圖商采用以激光雷達(dá)為主的技術(shù)路線，存在成本高的門檻，無(wú)法實(shí)現(xiàn)大量部署，對(duì)應(yīng)地圖的更新速度較慢，且不能進(jìn)行快速大規(guī)模的驗(yàn)證。
相比之下，視覺(jué)方案的硬件成本低，容易進(jìn)行規(guī)?；渴饘?shí)現(xiàn)地圖更新。眾包解決方案的量產(chǎn)和規(guī)模化部署，能夠最終讓高精度地圖實(shí)現(xiàn)以天為單位，甚至以小時(shí)為單位的更新，同時(shí)快速驗(yàn)證數(shù)據(jù)的有效性。
針對(duì)高精度地圖的底圖繪制及眾包更新，Momenta自研了一套完整的繪制更新硬件，并將信息更新和驗(yàn)證貫穿產(chǎn)品的整個(gè)生命周期。在高精度地圖繪制及更新方面，Momenta用“兩條腿”走路：通過(guò)自有渠道或者合作渠道，完成地圖繪制；布局后裝設(shè)備及前裝定位盒子，眾包完成地圖更新。
底圖繪制設(shè)備：包含攝像頭、高精度GPS、高精度IMU，及用于深度學(xué)習(xí)和SLAM的計(jì)算芯片，并對(duì)搭載的傳感器設(shè)置高精度的時(shí)間同步，整套設(shè)備價(jià)格在1000美金左右。Momenta不會(huì)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行單獨(dú)的售賣，而選擇和主機(jī)廠、出租車隊(duì)、物流車隊(duì)等合作，或?qū)鞲衅髟O(shè)備搭載在自有測(cè)試車隊(duì)上完成底圖繪制；
地圖更新設(shè)備：地圖更新設(shè)備的成本相較底圖繪制設(shè)備，要低很多。Momenta將更新設(shè)備分為后裝和前裝兩種方式進(jìn)行部署。后裝方式，即將眾包更新方案搭載在Momenta后裝產(chǎn)品設(shè)備“途鈴”，完成地圖更新。前裝方式是Momenta將通過(guò)與主機(jī)廠合作共同研發(fā)“定位盒子”，并搭載Momenta地圖更新方案。
建立完整的高精度地圖更新閉環(huán)系統(tǒng)
基于視覺(jué)感知的方案進(jìn)行眾包部署，Momenta在高精度地圖外業(yè) ( 原始數(shù)據(jù)采集）層面形成了一套專有系統(tǒng)。在高精度地圖后期的內(nèi)業(yè)層面（數(shù)據(jù)處理、校對(duì)、標(biāo)注及補(bǔ)缺），專注于研發(fā)自動(dòng)駕駛大腦的Momenta認(rèn)為其較傳統(tǒng)圖商有自己的優(yōu)勢(shì)。從利用深度學(xué)習(xí)和SLAM算法進(jìn)行大數(shù)據(jù)處理，發(fā)現(xiàn)地圖信息，到通過(guò)交叉對(duì)比和影子測(cè)試進(jìn)行驗(yàn)證，是Momenta的技術(shù)特色。
關(guān)于高精度地圖內(nèi)業(yè)，人工智能和自動(dòng)化是處理大量高精度地圖數(shù)據(jù)的關(guān)鍵。在后期數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，深度學(xué)習(xí)和自動(dòng)化工具能快速提升數(shù)據(jù)處理效率，減少人工標(biāo)注開(kāi)支，加快地圖繪制更新速度。此外Momenta已建立大數(shù)據(jù)平臺(tái)、大計(jì)算平臺(tái)、大測(cè)試平臺(tái)三大基礎(chǔ)平臺(tái)，其基于真實(shí)道路積累了海量數(shù)據(jù)，在地理信息的維度下進(jìn)行索引，完成圖像檢索，并根據(jù)算法提取道路特征 ( 例如車道線 ) ，完成數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，輸出道路信息之間的幾何位置、相應(yīng)屬性及道路之間的關(guān)系。
未來(lái)Momenta的地圖更新產(chǎn)品將通過(guò)前裝搭載上車。基于車輛上的傳感器，計(jì)算平臺(tái)可以實(shí)時(shí)估計(jì)車輛的相對(duì)位置信息，并結(jié)合深度學(xué)習(xí)和SLAM算法感知道路元素，再將實(shí)時(shí)感知到的結(jié)果和高精度地圖進(jìn)行對(duì)比。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)實(shí)時(shí)感知結(jié)果和地圖不匹配時(shí)，就上報(bào)給云端。Momenta綜合車輛傳回云端的信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，形成地圖更新信息，并下發(fā)到各個(gè)車輛，完成地圖更新的完整閉環(huán)。Momenta全球頂尖的深度學(xué)習(xí)和SLAM算法為數(shù)據(jù)采集、識(shí)別、定位提供了扎實(shí)的基礎(chǔ)。
在與主機(jī)廠、供應(yīng)商的交流合作中，Momenta認(rèn)識(shí)到高精度地圖的使用者非常關(guān)注如何大規(guī)?？焖衮?yàn)證更新數(shù)據(jù)的正確性，這也成為Momenta的發(fā)力之處。
傳統(tǒng)的抽樣測(cè)試方法，例如十公里的地圖，每隔一公里抽樣測(cè)試一個(gè)點(diǎn)，測(cè)試覆蓋率低且耗費(fèi)人力，需人員親自到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，難以規(guī)模應(yīng)用。
其次測(cè)試周期越長(zhǎng)，信息滯后的風(fēng)險(xiǎn)就越大。如果針對(duì)一個(gè)變化信息，測(cè)試并確認(rèn)有效的周期特別長(zhǎng)，則在它被確認(rèn)之前，就有可能變成了無(wú)效的數(shù)據(jù)。按照Momenta的邏輯，高精度地圖反而具有“后發(fā)優(yōu)勢(shì)”，即如果兩張地圖的制作方法和交付日期相同，較晚開(kāi)始采集的地圖會(huì)更安全。
在快速檢驗(yàn)地圖更新信息的準(zhǔn)確性方面，Momenta采用交叉對(duì)比和影子測(cè)試的方法來(lái)驗(yàn)證地圖數(shù)據(jù)。高精度地圖領(lǐng)域如何進(jìn)行交叉對(duì)比和影子測(cè)試呢？
Momenta從三個(gè)維度展開(kāi)：
其一，視覺(jué)眾包方案帶來(lái)了豐富的道路信息，Momenta根據(jù)其中的部分?jǐn)?shù)據(jù)完成地圖繪制，同時(shí)利用同樣路段上的剩余數(shù)據(jù)再進(jìn)行多次繪制，進(jìn)而交叉驗(yàn)證不同高精度地圖的數(shù)據(jù)。當(dāng)相同路段的不同地圖數(shù)據(jù)高度吻合時(shí)，意味著地圖信息更準(zhǔn)確。
其二，即基于Momenta多傳感器融合的定位算法驗(yàn)證地圖準(zhǔn)確性。當(dāng)各個(gè)傳感器的定位結(jié)果接近一致時(shí)，意味著地圖信息更加準(zhǔn)確。如多種傳感器得到的定位結(jié)果不一致，地圖準(zhǔn)確性則需再議。
其三，通過(guò)將高精度地圖數(shù)據(jù)接入決策系統(tǒng)但不對(duì)車輛進(jìn)行實(shí)際控制，影子測(cè)試可以對(duì)比自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的預(yù)測(cè)軌跡與車輛真實(shí)軌跡的一致性來(lái)判斷高精度地圖數(shù)據(jù)的正確性。通過(guò)大規(guī)模不接控制的測(cè)試，可以達(dá)到更快的驗(yàn)證速度。而大規(guī)模鋪設(shè)的眾包設(shè)備回收數(shù)據(jù)可在后臺(tái)直接完成測(cè)試。相對(duì)于傳統(tǒng)實(shí)車實(shí)地測(cè)試，整個(gè)驗(yàn)證周期可以大大縮短。
高精度地圖需要為自動(dòng)駕駛構(gòu)建一個(gè)相對(duì)真實(shí)的道路環(huán)境，不同于傳統(tǒng)的導(dǎo)航地圖，高精度地圖在內(nèi)容圖層方面更加豐富，且精度要達(dá)到厘米級(jí)。多數(shù)高精度地圖供應(yīng)商聲稱有能力達(dá)到10-20cm的精度。
行業(yè)內(nèi)對(duì)于高精度地圖圖層的定義包含兩大部分：靜態(tài)地圖和動(dòng)態(tài)地圖。靜態(tài)高精地圖的繪制是當(dāng)下行業(yè)內(nèi)的工作基礎(chǔ)，也是攻堅(jiān)點(diǎn)。一套完整的靜態(tài)高精地圖需要包含語(yǔ)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：
車道模型：即引導(dǎo)車輛從A地開(kāi)往B地的道路規(guī)劃，包括車道上詳細(xì)信息的和連接關(guān)系；
道路部件：包括交通標(biāo)志、指示牌、龍門架、路桿等路側(cè)及路面的各類物體，當(dāng)車輛傳感器探測(cè)到這些道路物體，然后再對(duì)比地圖，便可得知車輛的精確位置；
道路屬性：包括道路的曲率、航向、坡度以及橫坡，幫助車輛執(zhí)行轉(zhuǎn)向、加減速；
多傳感器定位的特征圖層。
Momenta認(rèn)為高精度地圖有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：左手更新，右手精度。高精度地圖中不同元素的精度需要根據(jù)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中的不同作用來(lái)定義。
孫剛提到，自動(dòng)駕駛車輛對(duì)于車道線精度要求達(dá)到厘米級(jí)以上，而對(duì)于道路旁的限速牌，自動(dòng)駕駛車輛更關(guān)注其限速信息（限速40或限速60等），當(dāng)限速牌不用于進(jìn)行車輛定位時(shí)，限速牌的具體位置精度則變得不那么重要。
Momenta之所以能夠定義高精度地圖的元素精度和更新頻率需求，恰恰因?yàn)楣静粌H是地圖技術(shù)的提供方，同時(shí)也是地圖的使用者。通過(guò)將自產(chǎn)的高精度地圖應(yīng)用于自研的L3及L4自動(dòng)駕駛解決方案，Momenta對(duì)高精度地圖信息精度進(jìn)行定義；同時(shí)在與主機(jī)廠、供應(yīng)商的合作中，依據(jù)下游客戶的需求進(jìn)一步完善高精度地圖的精度和更新要求。
其中幾類典型的地圖元素分級(jí)如下：
孫剛否定了視覺(jué)的精度比激光雷達(dá)差的說(shuō)法。“Momenta高精度地圖生產(chǎn)體系中，目前并不能得到視覺(jué)方案的精度低于激光雷達(dá)方案精度的結(jié)論。甚至在某些情況下，前者比激光雷達(dá)表現(xiàn)更好。激光雷達(dá)稀疏的點(diǎn)云對(duì)于目標(biāo)物體邊緣掃描能力較弱，例如無(wú)法精確捕捉標(biāo)識(shí)牌邊緣。在這一方面，視覺(jué)方案更顯優(yōu)勢(shì)。視覺(jué)傳感器可以通過(guò)多次拍攝積累數(shù)據(jù)，其能實(shí)現(xiàn)的測(cè)量精度可以超過(guò)激光雷達(dá)。”
同ADAS地圖相比，面向L3/L4級(jí)別的高精度地圖精度更高、道路信息更豐富。在Momenta看來(lái)，其高精度地圖面向高級(jí)別自動(dòng)駕駛，同時(shí)可降維到L2/L2.5級(jí)，甚至ADAS輔助駕駛層面使用。
對(duì)于L1/L2級(jí)自動(dòng)駕駛而言，高精度地圖屬于加分項(xiàng)；面向L3/L4甚至更高級(jí)別自動(dòng)駕駛，高精度地圖則是必選項(xiàng)。曹旭東提到，面向L2/L2.5級(jí)自動(dòng)駕駛，高精度地圖可以為自動(dòng)駕駛系統(tǒng)提供更好的魯棒性。例如在車道線殘缺或沒(méi)有車道線的場(chǎng)景中，高精度地圖可提供道路信息，完成車道保持動(dòng)作；經(jīng)過(guò)坡道時(shí)，高精度地圖可提前預(yù)知坡道信息，并告知車輛提前加速；抑或當(dāng)前方出現(xiàn)彎道，高精度地圖可提前為車輛提供彎道曲率信息，并規(guī)劃出適應(yīng)此彎道的最優(yōu)速度，從而提高自動(dòng)駕駛車輛的安全性和舒適性。
Momenta高精度地圖走向何方？
雷鋒網(wǎng)新智駕了解到，高精度地圖市場(chǎng)目前有三大商業(yè)路徑：一站式制圖外包服務(wù)商，提供繪制硬件和配套軟件系統(tǒng)的企業(yè)，及高精度地圖數(shù)據(jù)服務(wù)商。各家商業(yè)路徑雛形已成，但高精度地圖行業(yè)商業(yè)化最優(yōu)解還在探索中。
對(duì)于未來(lái)商業(yè)化，Momenta的態(tài)度非常開(kāi)放。在和主機(jī)廠、供應(yīng)商合作的過(guò)程中，Momenta將自己定義為Tier 2。作為自動(dòng)駕駛方案提供商，其可向自動(dòng)駕駛公司、主機(jī)廠、供應(yīng)商提供高精度地圖數(shù)據(jù)、技術(shù)授權(quán)（license）及制圖、更新及定位工具服務(wù)。
“獲得地圖測(cè)繪資質(zhì)，并非意味著Momenta成為一個(gè)獨(dú)立的圖商，自動(dòng)駕駛大腦依舊是核心定位”，孫剛表示，“OEM車廠擁有海量的數(shù)據(jù)，Momenta希望能夠攜手圖商一起發(fā)掘海量數(shù)據(jù)的價(jià)值，為OEM和自動(dòng)駕駛系統(tǒng)提供精準(zhǔn)可靠‘活地圖’?！?/strong>
自動(dòng)駕駛未成熟之際，出世寥寥幾年的高精度地圖技術(shù)及商業(yè)路徑更是一個(gè)新事物。各個(gè)入局者從測(cè)繪、更新、驗(yàn)證技術(shù)路徑，到商業(yè)戰(zhàn)略，都有自己的一套生意經(jīng)。率先在限定區(qū)域打通更新環(huán)節(jié)也好、現(xiàn)階段完成大規(guī)模建圖量產(chǎn)也罷，其終極目標(biāo)落地點(diǎn)均是量產(chǎn)、實(shí)時(shí)更新、信息準(zhǔn)確。
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