導(dǎo)語：
高精地圖的發(fā)展與智慧交通、智能網(wǎng)聯(lián)汽車緊密相關(guān)，從智能網(wǎng)聯(lián)汽車上路伊始，高精地圖產(chǎn)業(yè)就應(yīng)勢(shì)而生并飛速發(fā)展。對(duì)于L3 及以上級(jí)別的自動(dòng)駕駛汽車而言，高精地圖是必備選項(xiàng)。一方面，它是自動(dòng)駕駛汽車規(guī)劃道路行駛路徑的重要基礎(chǔ)，能為車輛提供定位、決策、交通動(dòng)態(tài)信息等依據(jù)。另一方面，當(dāng)自動(dòng)駕駛汽車傳感器出現(xiàn)故障或者周圍環(huán)境較為惡劣時(shí)，它也能確保車輛的基本行駛安全。

隨著行業(yè)的發(fā)展，更多的 ADAS 系統(tǒng)開始應(yīng)用高精地圖，以增強(qiáng)超視距感知、提升規(guī)劃能力。

近日舉行的中國(guó)第八屆國(guó)際智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)年會(huì)(CICV 2021)上，由CAICV智能汽車創(chuàng)新聯(lián)盟自動(dòng)駕駛地圖與定位工作組發(fā)起，清華大學(xué)、百度、國(guó)汽智能網(wǎng)聯(lián)汽車研究院等18家業(yè)內(nèi)主流企業(yè)和組織共同編寫的《2020智能網(wǎng)聯(lián)汽車高精地圖白皮書》正式發(fā)布，《白皮書》是迄今為止第一份展示高精地圖全貌、應(yīng)用成果的行業(yè)白皮書，對(duì)于行業(yè)各方面全面了解高精地圖當(dāng)前現(xiàn)狀有積極意義。

本文截取自《智能網(wǎng)聯(lián)汽車高精地圖白皮書》，主要介紹高精地圖行業(yè)整體現(xiàn)狀。

高精地圖作為自動(dòng)駕駛重要的共性基礎(chǔ)技術(shù)，具備不可替代的作用，高精地圖能夠?yàn)槠嚇?gòu)建“長(zhǎng)周期記憶”、實(shí)現(xiàn)汽車超視感知，并有效提高算法效率和安全冗余。

高精地圖是指絕對(duì)精度和相對(duì)精度均在 1 米以內(nèi)的高精度、高新鮮度、高豐富度的電子地圖，英文稱為 HD Map（High Definition Map，從數(shù)據(jù)精度和要素豐富度的角度定義）或 HAD Map（Highly Automated Driving Map，從自動(dòng)駕駛功能的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)角度定義）。高精地圖所蘊(yùn)含的信息豐富，含有道路類型、曲率、車道線位置等道路信息，以及路邊基礎(chǔ)設(shè)施、障礙物、交通標(biāo)志等環(huán)境對(duì)象信息，同時(shí)包括交通流量、紅綠燈狀態(tài)信息等實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息。

不同地圖信息的應(yīng)用場(chǎng)景和對(duì)實(shí)時(shí)性的要求不同，通過對(duì)信息進(jìn)行分級(jí)處理，能有效提高地圖的管理、采集效率及廣泛應(yīng)用。高精地圖可以分為四個(gè)基本層級(jí)，由底層到上層分別為靜態(tài)地圖、準(zhǔn)靜態(tài)地圖、準(zhǔn)動(dòng)態(tài)地圖和動(dòng)態(tài)地圖。

目前，全球各企業(yè)組織也有類似地圖信息分層，如博世提出的LDM（Local Dynamic Map）模型、日本 DMP（Dynamic Map Platform）公司提出的類似四級(jí)分層模式、中國(guó)智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟（CIACV）-自動(dòng)駕駛地圖與定位工作組針對(duì)中國(guó)交通環(huán)境特點(diǎn)和智能網(wǎng)聯(lián)汽車對(duì)地圖要求提出的三級(jí)七層架構(gòu)等。

圖1 CIACV的地圖三級(jí)七層架構(gòu)

一、高精地圖對(duì)自動(dòng)駕駛汽車的作用

自動(dòng)駕駛系統(tǒng)相比車載娛樂導(dǎo)航系統(tǒng)提出更高的要求，如超視覺感知增強(qiáng)，感知系統(tǒng)效率提升、輔助決策信息完善、協(xié)助路徑規(guī)劃并提升系統(tǒng)安全冗余等。同時(shí)，高精地圖也是在傳統(tǒng)導(dǎo)航電子地圖基礎(chǔ)上基于自動(dòng)駕駛系統(tǒng)需求演變發(fā)展而來的，二者并非完全獨(dú)立，具有一定繼承性和衍生性，在保留傳統(tǒng)導(dǎo)航地圖檢索、道路規(guī)劃、渲染、誘導(dǎo)等功能基礎(chǔ)上，高精地圖側(cè)重地圖信息豐富性、精度高、提升計(jì)算機(jī)器或汽車智能化三大方向，以及高頻更新、標(biāo)識(shí)橫縱向定位、坡度曲率節(jié)能應(yīng)用與舒適性提升等。

高精地圖可有效彌補(bǔ)傳感器的性能邊界，提供重要的先驗(yàn)信息，作為車載感知器、GNSS 等定位信號(hào)統(tǒng)一基礎(chǔ)坐標(biāo)系環(huán)境，是實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化駕駛甚至無人駕駛的必要條件，也是未來車路協(xié)同的重要載體。高精地圖對(duì)自動(dòng)駕駛汽車的作用具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）作為汽車的“長(zhǎng)周期記憶”，為車輛的自動(dòng)駕駛提供道路先驗(yàn)信息。與車載傳感器相比，高精地圖不受天氣環(huán)境、障礙物和探測(cè)距離等限制，為自動(dòng)駕駛汽車提供安全冗余。同時(shí)，高精地圖可以為車輛縱向加減速、橫向轉(zhuǎn)向及變道等決策提供先驗(yàn)信息，提高駕駛舒適性并實(shí)現(xiàn)智能節(jié)能。

（2）可預(yù)知紅綠燈、車道線、道路標(biāo)識(shí)牌等交通要素的位置，有助于提高傳感器的檢測(cè)精度和速度，節(jié)約計(jì)算資源。

（3）可作為規(guī)劃決策的載體，路口紅綠燈狀態(tài)、道路交通流量、路網(wǎng)變化情況，以及車輛傳感器信息等都可以傳遞至高精地圖服務(wù)平臺(tái)，通過服務(wù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)智能路徑規(guī)劃。

（4）未來眾包采集，可積累大量的駕駛數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)駕駛場(chǎng)景數(shù)據(jù)庫(kù)的豐富，為無人駕駛系統(tǒng)進(jìn)行仿真驗(yàn)證、優(yōu)化人工智能訓(xùn)練等提供重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

當(dāng)前自動(dòng)駕駛主要用地圖實(shí)現(xiàn)地理圍欄，車輛縱向控制，車輛橫向控制，汽車節(jié)能等功能。

2、企業(yè)布局

從國(guó)際上來看，高精地圖市場(chǎng)的企業(yè)比較多且雜，幾家有代表性的巨頭企業(yè)高精度地圖競(jìng)爭(zhēng)格局呈現(xiàn)兩極分化的態(tài)勢(shì)，這也體現(xiàn)在研發(fā)方式的不同：一方面是大型互聯(lián)網(wǎng)科技巨頭、車企，如谷歌、英特爾、寶馬等，這些企業(yè)在高精地圖研發(fā)上更多采取集中采集方式，合作伙伴數(shù)量相對(duì)多而且更為穩(wěn)定，在市場(chǎng)上影響力更強(qiáng)；另一方面則是自動(dòng)駕駛行業(yè)算法集成層面的初創(chuàng)公司，此類公司成本預(yù)算有限，對(duì)現(xiàn)金流較為迫切，基本采用成本較低的眾包采集，并且積極地探索高精度地圖的商業(yè)化變現(xiàn)模式。

國(guó)內(nèi)投入高精地圖市場(chǎng)的企業(yè)同樣比較多，既有百度、高德、四維、易圖通等傳統(tǒng)圖商，也有華為、滴圖、初速度、中海庭、晶眾、寬凳、全道等科技新勢(shì)力。自 2018 年來，國(guó)內(nèi)高精地圖廠商已陸續(xù)進(jìn)入汽車整車制造企業(yè)，其中高德、百度、四維圖新、易圖通均已進(jìn)入全球主要汽車廠商供應(yīng)名單。

從場(chǎng)景上來看，目前高精地圖落地場(chǎng)景主要是高速公路和停車場(chǎng)，對(duì)應(yīng)支持高速 HWP 和停車場(chǎng) AVP 的自動(dòng)駕駛功能。

在中國(guó)，高精地圖的行業(yè)準(zhǔn)入門檻很高，主要是受限于資質(zhì)、技術(shù)、資金三方面。首先，盡管中國(guó)擁有地圖業(yè)務(wù)的單位眾多，但嚴(yán)格的審核制度，導(dǎo)致?lián)碛兄谱鞲呔貓D資質(zhì)（甲級(jí)導(dǎo)航電子地圖制作）的機(jī)構(gòu)卻寥寥無幾，截至 2020 年 11 月，僅有 28 家企業(yè)獲得導(dǎo)航電子地圖甲級(jí)資質(zhì)。雖然已有 28 家機(jī)構(gòu)獲批高精地圖資質(zhì)，但真正具有高精地圖采制能力的公司，屈指可數(shù)。目前業(yè)界公認(rèn)具有高精地圖采制能力的公司包括四維圖新、高德地圖、百度地圖、易圖通等。

市場(chǎng)需求方面，單車智能參差不齊，高精地圖成為共同選擇。除特斯拉外，BBA 及造車新勢(shì)力們都選擇了視覺為主的感知硬件。基本是從目前技術(shù)和性價(jià)比、成本和安全角度冗余考慮，感知攝像頭的數(shù)量有多有少，但是高精地圖和高精定位成了共同的選擇，很明顯高精地圖和高精定位是未來主流，如下表：


表1 BBA、造車新勢(shì)力輔助駕駛硬件配置表

三、法律法規(guī)

由于地圖行業(yè)涉及到國(guó)防安全信息，我國(guó)高精地圖測(cè)繪并不對(duì)國(guó)外廠商開放，國(guó)內(nèi)圖商成為我國(guó)高精地圖行業(yè)主導(dǎo)。中國(guó)自然資源部也出臺(tái)了《關(guān)于加強(qiáng)自動(dòng)駕駛地圖生產(chǎn)測(cè)試與應(yīng)用管理的通知》，明確規(guī)定自動(dòng)駕駛地圖作為導(dǎo)航電子地圖的衍生產(chǎn)品在管理上沿用導(dǎo)航電子地圖相關(guān)政策但現(xiàn)有的法律法規(guī)對(duì)自動(dòng)駕駛行業(yè)發(fā)展的壁壘主要體現(xiàn)在公開地圖表示內(nèi)容、地圖加密和偏轉(zhuǎn)、審圖方式和周期、眾包的行政許可、原始 GPS 坐標(biāo)的使用、對(duì)外資企業(yè)的限制六方面。

四、數(shù)據(jù)采集及成本

由于高精地圖的制作流程、成本、分發(fā)方式以及呈現(xiàn)的形態(tài)等，與傳統(tǒng)電子導(dǎo)航地圖有著較大的區(qū)別。高精地圖對(duì)數(shù)據(jù)更新的實(shí)時(shí)性要求極高，完全依賴專門的采集車進(jìn)行高精地圖采集，效率低且成本高。高精地圖的覆蓋范圍取決于 OEM 的需求，圖商依據(jù) OEM 的需求進(jìn)行采集生產(chǎn)。目前國(guó)內(nèi)圖商的 HDM 范圍都只是針對(duì)全國(guó)的高速和城市快速路等封閉道路，并沒有擴(kuò)展到全部道路；所以提高高精地圖的采集和更新速度成為重要課題。目前，眾包可以有效提高高精地圖采集效率，但其需要采集公司具有相應(yīng)的地圖采集資質(zhì)，并依賴于極其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力。因此高精地圖宜采用智慧生產(chǎn)線利用大數(shù)據(jù)分析、眾包數(shù)據(jù)采集和人工智能等新型制圖技術(shù)，以滿足自主泊車、V2X 及智慧城市等多種場(chǎng)景的高精地圖需求。近兩年隨著高精地圖需求不斷提高以及技術(shù)發(fā)展，此現(xiàn)象也在逐步改觀。

成本方面，高精地圖的主要成本分為兩個(gè)部分：一是采集成本，主要包括設(shè)備成本、采集車輛的行駛耗材、過路費(fèi)及人力成本等，僅一輛高精地圖采集車需要配置的設(shè)備就包括：激光雷達(dá)、攝像頭、陀螺儀、GPS接收機(jī)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和計(jì)算設(shè)備等；二是編譯制作成本，主要是人力成本，編譯制作過程需要高精地圖制作企業(yè)投入相當(dāng)多的人力。編譯制作過程的“內(nèi)業(yè)”人員的主要任務(wù)有地圖繪制、校正地圖信息、更新POI 信息、更新互聯(lián)網(wǎng)用戶報(bào)錯(cuò)等。相對(duì)于巨頭公司，初創(chuàng)公司面臨著成本、資源短缺、經(jīng)驗(yàn)不足的壓力。在地圖采集上，傳統(tǒng)地圖企業(yè)多采用激光雷達(dá)的方案，而初創(chuàng)科技公司采取了以人工智能技術(shù)為基礎(chǔ)的純視覺方案，通過搭載價(jià)格較低的攝像頭以降低數(shù)據(jù)采集成本；攝像頭在精度上不如激光雷達(dá)，因此在數(shù)據(jù)更新環(huán)節(jié)，一些初創(chuàng)公司會(huì)利用眾包的方案，以高精地圖為底圖，與物流企業(yè)、車企等合作，通過視覺傳感器多次拍攝積累數(shù)據(jù)，提升整體更新精度。

五、市場(chǎng)規(guī)模

行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模方面,隨著 L3/L3+自動(dòng)駕駛時(shí)代的臨近，2019-2025年高精地圖產(chǎn)業(yè)有望快速發(fā)展。高精地圖市場(chǎng)參與者中，主要包括中大型專業(yè)圖商、自動(dòng)駕駛領(lǐng)域老牌科創(chuàng)型企業(yè)以及初創(chuàng)企業(yè)。根據(jù)海外高精地圖單車價(jià)值約200美金測(cè)算，由于預(yù)計(jì)未來5-10年將出現(xiàn)智能駕駛需求爆發(fā)期，預(yù)測(cè)2020/25/30年全球高精地圖市場(chǎng)空間有望達(dá)到20/90/200億美元。目前國(guó)內(nèi)高精地圖的商業(yè)模式仍未完全成型，按照3億輛汽車保有量及高德地圖于2020年四月確定的單車百元年服務(wù)費(fèi)測(cè)算，未來國(guó)內(nèi)高精地圖市場(chǎng)潛在規(guī)模約為300億元。

根據(jù)高盛對(duì)全球高精地圖市場(chǎng)的預(yù)判，2020年將達(dá)21億美元；到2025年，市場(chǎng)規(guī)模會(huì)擴(kuò)大到94億美元。行業(yè)普遍認(rèn)為，未來15 年高精地圖行業(yè)將進(jìn)入黃金發(fā)展期。另外，據(jù)美國(guó) MarketsandMarkets 公司發(fā)布的全球自動(dòng)駕駛3D高精地圖市場(chǎng)的預(yù)測(cè)，從2020年到2030年，全球自動(dòng)駕駛汽車3D高精地圖數(shù)據(jù)市場(chǎng)的年均增長(zhǎng)率（CAGR）將達(dá)到 36.2％；全球市場(chǎng)預(yù)計(jì)2030年將增長(zhǎng)到 204 億美元。

六、發(fā)展趨勢(shì)

（1）高精地圖的管理和市場(chǎng)主體演變。
例如Here從2013年就開始制造高精地圖，其研發(fā)最早開始于 Here 與戴姆勒的一個(gè)合作項(xiàng)目，后來被奔馳、寶馬、奧迪收購(gòu)后，先后引入了 Intel、博世、大陸、先鋒等產(chǎn)業(yè)投資，涵蓋了芯片、傳感器等解決方案。2016 年 6月日本相關(guān) OEM 和供應(yīng)廠商發(fā)起成立了 DMP，作為高精地圖數(shù)據(jù)平臺(tái)的建設(shè)主體，負(fù)責(zé)地圖基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集和相關(guān)技術(shù)研發(fā)。2017年中國(guó)成立了國(guó)家智能網(wǎng)聯(lián)汽車創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（國(guó)汽智聯(lián)），專門設(shè)立了智能汽車基礎(chǔ)平臺(tái)工作組，原國(guó)家測(cè)繪局在“放管服”政策指導(dǎo)下增加審批導(dǎo)航電子地圖制作甲級(jí)資質(zhì)到 28 家，并將進(jìn)一步調(diào)整測(cè)繪資質(zhì)管理辦法，這些措施都會(huì)影響高精地圖市場(chǎng)主體的演變。

（2）高精地圖標(biāo)準(zhǔn)研討和建立。
在國(guó)內(nèi)，智能網(wǎng)聯(lián)汽車和高精地圖行業(yè)的深入融合和技術(shù)的成熟，不斷推動(dòng)高精地圖向標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。工信部、交通部、自然資源部、標(biāo)準(zhǔn)委等不斷加快編制和發(fā)布智能網(wǎng)聯(lián)汽車、車聯(lián)網(wǎng)、高精地圖等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。國(guó)際上，ISO、NDS、ADASIS、SENSORIS、OADF、TISA、Open LR、SAE-International、ETSI 等標(biāo)準(zhǔn)化組織發(fā)布了自動(dòng)駕駛和高精地圖相關(guān)的數(shù)據(jù)交換格式、物理格式、動(dòng)態(tài)信息存儲(chǔ)格式、位置參考等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

（3）新型地圖和新型測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。
隨著各類傳感器在車上成為標(biāo)配的部件，終端量產(chǎn)車成為地圖數(shù)據(jù)的采集和更新的入口的趨勢(shì)越來越顯著，未來汽車既是地圖的使用者，也是地圖的生產(chǎn)者?；诟呔貓D也會(huì)延伸出各類服務(wù)擴(kuò)展，例如 AR 導(dǎo)航、城市基礎(chǔ)設(shè)施更新、車道級(jí)定位服務(wù)等。

（4）圖商的角色從交付向服務(wù)演變，客戶從 B 端向 C 端擴(kuò)展。
高精地圖需要實(shí)時(shí)更新的特性打破了過去圖商只是向主機(jī)廠或者車載信息娛樂企業(yè)銷售授權(quán)費(fèi)的商業(yè)模式，開始向地理信息數(shù)據(jù)服務(wù)商轉(zhuǎn)型。圖商在產(chǎn)業(yè)鏈中的角色正在逐漸從傳統(tǒng)汽車時(shí)代的供應(yīng)商轉(zhuǎn)變?yōu)樽詣?dòng)駕駛時(shí)代的重要參與者、合作者、服務(wù)商。除了向車廠或者自動(dòng)駕駛出行服務(wù)商提供地理信息數(shù)據(jù)服務(wù)這種 B 端的業(yè)務(wù)，高精地圖也會(huì)向 C 端延伸。