什么是高精度地圖？如何應用？

　　今年美國一輛特斯拉MODEL S在開(kāi)啟了自動(dòng)駕駛的模式下發(fā)生車(chē)禍，導致駕駛員死亡，這也是自動(dòng)駕駛技術(shù)應用以來(lái)第一起己知的導致死亡的車(chē)禍。

　　特斯拉Autopilot致死事故分析

　　據事后的事故分析，當時(shí)這輛特斯拉MODEL S自動(dòng)駕駛處于開(kāi)啟狀態(tài)，車(chē)輛行駛在一條雙向、有中央隔離帶的公路上，此時(shí)一輛對向行駛的拖掛車(chē)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(méi)有成功的檢測出前面出現的是一輛拐彎的拖掛車(chē)，從而導致車(chē)輛直接相撞。由此可見(jiàn)，單純的使用雷達，攝像頭，Lidar這類(lèi)傳感器感知是有一定的局限性，探測的范圍是有限的，一旦感知錯誤，沒(méi)有發(fā)現目標，或者發(fā)現得不及時(shí)，悲劇就有可能發(fā)生了。

　　那么假如在車(chē)上安裝的傳感器的所能感知的范圍之外，也就是常說(shuō)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(chē)道，甚至有可能知道，這個(gè)路口經(jīng)常有大型拖掛車(chē)通過(guò)，知道以上這些信息后，自動(dòng)駕駛車(chē)輛的決策系統就在靠近路口的時(shí)候要求車(chē)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(chē)道來(lái)，在結合道路的航向以及當時(shí)時(shí)間和天氣，車(chē)輛也可以適當的調整攝像頭的曝光參數以降低逆光的影響，等等，也許有了這些信息，這一類(lèi)的事故就可以避免。

　　那么我們這里提到的高精度地圖，又究竟是什么呢？

　　所謂的高精度地圖，實(shí)際上是和我們現在已經(jīng)普及的普通導航電子地圖做比較來(lái)說(shuō)的。

　　而所謂的高精度，實(shí)際上一方面是說(shuō)高精度電子地圖的絕對坐標精度更高，所謂絕對坐標精度指的是地圖上的某個(gè)目標和真實(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致。

　　普通的導航電子地圖的絕對坐標精度大約在10米左右，由于是輔助駕駛員做導航使用，外加上GPS設備的定位精度也在10米左右，所以這樣的精度對整體來(lái)說(shuō)影響不大。

　　而應用在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的高精度地圖就不行了，自動(dòng)駕駛汽車(chē)需要精確的知道自己在路的什么位子，往往車(chē)輛離馬路牙子和旁邊的車(chē)道也就幾十厘米左右，所以高精度地圖的絕對精度一般都會(huì )在亞米級，也就是1米以?xún)鹊木?，而且橫向的相對精度（比如，車(chē)道和車(chē)道，車(chē)道和車(chē)道線(xiàn)的相對位置精度）往往還要更高。并且高精度地圖不僅有高精度的坐標，同時(shí)還有準確的道路形狀，并且每個(gè)車(chē)道的坡度，曲率，航向，高程，側傾的數據也都含有。

　　普通的導航電子地圖會(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(chē)道，會(huì )真實(shí)的反應出道路的實(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據也是變寬了，而某些地方因為匯合了而變窄了，高精度地圖也是一樣。

　　另外，每條車(chē)道和車(chē)道之間的車(chē)道線(xiàn)是什么樣子的，是虛線(xiàn)，是實(shí)現還是雙黃線(xiàn)，線(xiàn)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(chē)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(xiàn)的看板，隔離帶，限速標志，紅綠燈，路邊的電話(huà)停等等，這類(lèi)我們通常統稱(chēng)為交通參與物的絕對地理坐標，物理尺寸以及他們的特質(zhì)特性等也都會(huì )出現在高精度數據中。

　　除此以外，普通的導航電子地圖和高精度地圖的一大區別在于，普通的導航電子地圖是面向駕駛員，供駕駛員使用的地圖數據，而高精度地圖是面向機器的供自動(dòng)駕駛汽車(chē)使用的地圖數據。

　　普通的導航系統基于普通的導航電子地圖提供基礎道路導航功能，包括由A地到B地的路徑規劃，車(chē)輛和道路的定位匹配，用于查詢(xún)目的地的POI檢索，在結合地圖顯示和道路引導的功能等，而作為駕駛員的人類(lèi)是具有提取信息、關(guān)聯(lián)信息、過(guò)濾信息、視覺(jué)判斷的能力，結合導航系統提供的這些相對粗略的信息就足夠完成日常的導航和駕駛的需要。

　　可是作為自動(dòng)駕駛車(chē)輛來(lái)說(shuō)，無(wú)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，但目前還遠達不到人腦的高度，所以必須提供精細的地圖信息。因此高精度地圖就需要具備輔助完成實(shí)現高精度的定位位置功能，道路級和車(chē)道級的規劃能力，以及車(chē)道級的引導能力。相反現在的高精度地圖，因為所含蓋的信息量太過(guò)豐富了，如果給駕駛員直接使用，反而會(huì )帶來(lái)干擾。

　　在這里還要順路提一下，介于普通的導航電子地圖和高精度地圖之間，還有一種應用在A(yíng)DAS（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，它是在普通的導航電子地圖的基礎上進(jìn)行了擴充，比如在道路上補充了一些坡度，曲率，航向的一些輔助信息，另外也涵蓋了車(chē)道數量，車(chē)道寬度的信息，并且道路的精度和形狀信息更加的準確。只是這些信息的精度都和高精度地圖有一個(gè)數量級的差別。這種地圖在自動(dòng)駕駛車(chē)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，而他的大部分應用場(chǎng)景主要是為了主動(dòng)安全使用的。