什么是高精度地圖？如何應(yīng)用？

　　今年美國(guó)一輛特斯拉MODEL S在開啟了自動(dòng)駕駛的模式下發(fā)生車禍，導(dǎo)致駕駛員死亡，這也是自動(dòng)駕駛技術(shù)應(yīng)用以來第一起己知的導(dǎo)致死亡的車禍。

　　特斯拉Autopilot致死事故分析

　　據(jù)事后的事故分析，當(dāng)時(shí)這輛特斯拉MODEL S自動(dòng)駕駛處于開啟狀態(tài)，車輛行駛在一條雙向、有中央隔離帶的公路上，此時(shí)一輛對(duì)向行駛的拖掛車在特斯拉MODEL S前方左拐。在逆光的影響下，特斯拉MODEL S的傳感器都沒有成功的檢測(cè)出前面出現(xiàn)的是一輛拐彎的拖掛車，從而導(dǎo)致車輛直接相撞。由此可見，單純的使用雷達(dá)，攝像頭，Lidar這類傳感器感知是有一定的局限性，探測(cè)的范圍是有限的，一旦感知錯(cuò)誤，沒有發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，或者發(fā)現(xiàn)得不及時(shí)，悲劇就有可能發(fā)生了。

　　那么假如在車上安裝的傳感器的所能感知的范圍之外，也就是常說的超視距范圍外，如果有一張輔助的高精度地圖呢。

　　我們可以提前500米就知道前方有個(gè)路口，而且是個(gè)三岔路口，并且知道這個(gè)路口的形狀，有兩條車道，甚至有可能知道，這個(gè)路口經(jīng)常有大型拖掛車通過，知道以上這些信息后，自動(dòng)駕駛車輛的決策系統(tǒng)就在靠近路口的時(shí)候要求車輛需要提前減速，并且知道靠左行駛會(huì)更安全，所以也可以提前變換到左車道來，在結(jié)合道路的航向以及當(dāng)時(shí)時(shí)間和天氣，車輛也可以適當(dāng)?shù)恼{(diào)整攝像頭的曝光參數(shù)以降低逆光的影響，等等，也許有了這些信息，這一類的事故就可以避免。

　　所謂的高精度地圖，實(shí)際上是和我們現(xiàn)在已經(jīng)普及的普通導(dǎo)航電子地圖做比較來說的。

　　而所謂的高精度，實(shí)際上一方面是說高精度電子地圖的絕對(duì)坐標(biāo)精度更高，所謂絕對(duì)坐標(biāo)精度指的是地圖上的某個(gè)目標(biāo)和真實(shí)的外部世界的事物之間的精度。另一方面，高精度地圖所含有的道路交通信息元素更豐富和細(xì)致。

　　普通的導(dǎo)航電子地圖的絕對(duì)坐標(biāo)精度大約在10米左右，由于是輔助駕駛員做導(dǎo)航使用，外加上GPS設(shè)備的定位精度也在10米左右，所以這樣的精度對(duì)整體來說影響不大。

　　而應(yīng)用在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的高精度地圖就不行了，自動(dòng)駕駛汽車需要精確的知道自己在路的什么位子，往往車輛離馬路牙子和旁邊的車道也就幾十厘米左右，所以高精度地圖的絕對(duì)精度一般都會(huì)在亞米級(jí)，也就是1米以內(nèi)的精度，而且橫向的相對(duì)精度（比如，車道和車道，車道和車道線的相對(duì)位置精度）往往還要更高。并且高精度地圖不僅有高精度的坐標(biāo)，同時(shí)還有準(zhǔn)確的道路形狀，并且每個(gè)車道的坡度，曲率，航向，高程，側(cè)傾的數(shù)據(jù)也都含有。

　　普通的導(dǎo)航電子地圖會(huì)描繪出道路，而高精度地圖不僅會(huì)描繪道路，更會(huì)描繪出一條道路上有多少條車道，會(huì)真實(shí)的反應(yīng)出道路的實(shí)際樣式，比如真實(shí)道路在某些地方變寬了，那么高精度地圖中的道路數(shù)據(jù)也是變寬了，而某些地方因?yàn)閰R合了而變窄了，高精度地圖也是一樣。

　　另外，每條車道和車道之間的車道線是什么樣子的，是虛線，是實(shí)現(xiàn)還是雙黃線，線的顏色，道路的隔離帶，隔離帶的材質(zhì)，馬路牙子什么樣子，什么材質(zhì)，甚至道路上的箭頭，文字的內(nèi)容，所在位置都會(huì)有描述。

　　而且，為了自動(dòng)駕駛的考慮，諸如每條車道的限速，推薦速度也需要一并提供。而像人行橫道，道路沿線的看板，隔離帶，限速標(biāo)志，紅綠燈，路邊的電話停等等，這類我們通常統(tǒng)稱為交通參與物的絕對(duì)地理坐標(biāo)，物理尺寸以及他們的特質(zhì)特性等也都會(huì)出現(xiàn)在高精度數(shù)據(jù)中。

　　除此以外，普通的導(dǎo)航電子地圖和高精度地圖的一大區(qū)別在于，普通的導(dǎo)航電子地圖是面向駕駛員，供駕駛員使用的地圖數(shù)據(jù)，而高精度地圖是面向機(jī)器的供自動(dòng)駕駛汽車使用的地圖數(shù)據(jù)。

　　普通的導(dǎo)航系統(tǒng)基于普通的導(dǎo)航電子地圖提供基礎(chǔ)道路導(dǎo)航功能，包括由A地到B地的路徑規(guī)劃，車輛和道路的定位匹配，用于查詢目的地的POI檢索，在結(jié)合地圖顯示和道路引導(dǎo)的功能等，而作為駕駛員的人類是具有提取信息、關(guān)聯(lián)信息、過濾信息、視覺判斷的能力，結(jié)合導(dǎo)航系統(tǒng)提供的這些相對(duì)粗略的信息就足夠完成日常的導(dǎo)航和駕駛的需要。

　　可是作為自動(dòng)駕駛車輛來說，無法完成諸如聯(lián)想，解意，信息整合等工作，也許有一天人工智能足以匹敵人腦，但目前還遠(yuǎn)達(dá)不到人腦的高度，所以必須提供精細(xì)的地圖信息。因此高精度地圖就需要具備輔助完成實(shí)現(xiàn)高精度的定位位置功能，道路級(jí)和車道級(jí)的規(guī)劃能力，以及車道級(jí)的引導(dǎo)能力。相反現(xiàn)在的高精度地圖，因?yàn)樗w的信息量太過豐富了，如果給駕駛員直接使用，反而會(huì)帶來干擾。

　　在這里還要順路提一下，介于普通的導(dǎo)航電子地圖和高精度地圖之間，還有一種應(yīng)用在ADAS（主動(dòng)安全場(chǎng)景）的地圖。這種地圖的的精度一般在1-5米左右，它是在普通的導(dǎo)航電子地圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行了擴(kuò)充，比如在道路上補(bǔ)充了一些坡度，曲率，航向的一些輔助信息，另外也涵蓋了車道數(shù)量，車道寬度的信息，并且道路的精度和形狀信息更加的準(zhǔn)確。只是這些信息的精度都和高精度地圖有一個(gè)數(shù)量級(jí)的差別。這種地圖在自動(dòng)駕駛車輛的感知傳感器足夠豐富的時(shí)候也是能支持自動(dòng)駕駛而使用的，而他的大部分應(yīng)用場(chǎng)景主要是為了主動(dòng)安全使用的。