高精地圖作為自動駕駛技術(shù)的催化劑，能極大提升汽車的智能化程度。業(yè)界對此有一個共識就是，高精地圖是L3級自動駕駛落地的必修課，L4、L5級別的自動駕駛更離不開高精地圖，因此互聯(lián)網(wǎng)巨頭和車企們對于高精地圖的布局時常引起業(yè)界關(guān)注。

01自動駕駛對定位系統(tǒng)的基本要求是什么？

• 高精度：達(dá)到厘米級。

• 高可用性：保持它的穩(wěn)定性，自動駕駛測試已經(jīng)從封閉的場景轉(zhuǎn)移到更開放的場景，這要求我們定位系統(tǒng)能處理更多更復(fù)雜的情況。

• 高可靠性：整個定位的輸出是感知，規(guī)劃與控制的輸入，如果定位系統(tǒng)出現(xiàn)偏差將會導(dǎo)致很嚴(yán)重的后果。

• 自主完好性檢測：因?yàn)槲覀兿到y(tǒng)的可靠性只能做到非常接近 100%，但是難以達(dá)到真正的 100%，這要求我們在沒有辦法提供準(zhǔn)確的輸出的時候，能及時的警告用戶，采取措施，避免發(fā)生事故。對它的要求就是要保證較低的虛警率與漏警率。

02高精度定位對自動駕駛的重要性是什么？

定位技術(shù)是自動駕駛的關(guān)鍵核心，通過對自動駕駛技術(shù)框架進(jìn)行分析，可知有三個關(guān)鍵因素：感知層、決策層、控制層，其中感知層是由電子地圖和傳感器信息組成，電子地圖包含傳統(tǒng)的導(dǎo)航、導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)和高精度電子地圖數(shù)據(jù)；決策層通過傳感器的數(shù)據(jù)和傳感器信息，對車輛進(jìn)行定位，對路徑進(jìn)行規(guī)劃，對環(huán)境進(jìn)行理解，對車的行為進(jìn)行預(yù)測；針對車的行動進(jìn)行規(guī)劃，從而代替駕駛員通過控制層的電子驅(qū)動，對車輛進(jìn)行控制，從而逐步實(shí)現(xiàn)自動駕駛。
從定位的技術(shù)發(fā)展來看，分為三代：

• 第一是 GNSS 定位，基于衛(wèi)星定位技術(shù)，提供 10 米精度的定位能力；

• 第二是慣導(dǎo)定位，目前前裝導(dǎo)航采用慣導(dǎo)定位的技術(shù)；

• 第三是高精度定位，基于視覺傳感器，毫米波雷達(dá)，激光雷達(dá)等，提供亞米級到厘米級定位能力。

    因此，精準(zhǔn)的定位是自動駕駛的基礎(chǔ)也是核心，缺少精準(zhǔn)的定位，自動駕駛可能會出現(xiàn)失誤。

03什么是高精度地圖？

高精度地圖，通俗來講就是精度更高、數(shù)據(jù)維度更多的電子地圖。精度更高體現(xiàn)在精確到厘米級別，數(shù)據(jù)維度更多體現(xiàn)在其包括了除道路信息之外的與交通相關(guān)的周圍靜態(tài)信息。
高精度地圖作為實(shí)現(xiàn)自動駕駛的關(guān)鍵能力之一，其將成為對自動駕駛傳感器的有效補(bǔ)充，為車輛提供了更加可靠的感知能力。與傳統(tǒng)的導(dǎo)航地圖相比，服務(wù)于自動駕駛的高精度地圖在各方面要求更高，并能配合傳感器和算法，為決策層提供支持。高精度地圖將大量的行車輔助信息存儲為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，這些信息可以分為兩類：

• 道路數(shù)據(jù)，比如車道線的位置、類型、寬度、坡度和曲率等車道信息。

• 車道周邊的固定對象信息，比如交通標(biāo)志、交通信號燈等信息、車道限高、下水道口、障礙物及其他道路細(xì)節(jié)，還包括高架物體、防護(hù)欄、數(shù)目、道路邊緣類型、路邊地標(biāo)等基礎(chǔ)設(shè)施信息。

高精地圖中信息都有地理編碼，導(dǎo)航系統(tǒng)可以準(zhǔn)確定位地形、物體和道路輪廓，從而引導(dǎo)車輛行駛。其中最重要的是對路網(wǎng)精確的三維表征（厘米級精度），比如路面的幾何結(jié)構(gòu)、道路標(biāo)示線的位置、周邊道路環(huán)境的點(diǎn)云模型等。有了這些高精度的三維表征，自動駕駛系統(tǒng)可以通過比對車載的GPS、IMU、LiDAR或攝像頭的數(shù)據(jù)精確確認(rèn)自己當(dāng)前的位置。另外，高精度地圖中包含有豐富的語義信息，比如交通信號燈的位置和類型、道路標(biāo)示線的類型、以及哪些路面是可以行駛等。

04高精度地圖與傳統(tǒng)地圖的區(qū)別？

精度：一般電子地圖精度在米級別，商用GPS精度為5米。高精度地圖的精度在厘米級別（Google、Here等高精度地圖精度在10-20厘米級別）。
數(shù)據(jù)維度：傳統(tǒng)電子地圖數(shù)據(jù)只記錄道路級別的數(shù)據(jù)：道路形狀、坡度、曲率、鋪設(shè)、方向等。高精度地圖（精確度厘米級別）：不僅增加了車道屬性相關(guān)（車道線類型、車道寬度等）數(shù)據(jù)，更有諸如高架物體、防護(hù)欄、樹、道路邊緣類型、路邊地標(biāo)等大量目標(biāo)數(shù)據(jù)。高精度地圖能夠明確區(qū)分車道線類型、路邊地標(biāo)等細(xì)節(jié)。
作用&功能：傳統(tǒng)地圖起的是輔助駕駛的導(dǎo)航功能，本質(zhì)上與傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)化的紙質(zhì)地圖是類似的。而高精度地圖通過“高精度+高動態(tài)+多維度”數(shù)據(jù)，起的是為自動駕駛提供自變量和目標(biāo)函數(shù)的功能。高精地圖相比傳統(tǒng)地圖有更高的重要性。
使用對象：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)器的供自動駕駛汽車使用的地圖數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)的實(shí)時性：高精度地圖對數(shù)據(jù)的實(shí)時性要求更高。根據(jù)博世在2007年提出的定義，無人駕駛時代所需的局部動態(tài)地圖（Local Dynamic Map）根據(jù)更新頻率劃分可將所有數(shù)據(jù)劃分為四類：永久靜態(tài)數(shù)據(jù)（更新頻率約為1個月），半永久靜態(tài)數(shù)據(jù)（頻率為1小時），半動態(tài)數(shù)據(jù)（頻率為1分鐘），動態(tài)數(shù)據(jù)（頻率為1秒）。傳統(tǒng)導(dǎo)航地圖可能只需要前兩者，而高精地圖為了應(yīng)對各類突發(fā)狀況，保證自動駕駛的安全實(shí)現(xiàn)需要更多的半動態(tài)數(shù)據(jù)以及動態(tài)數(shù)據(jù)，這大大提升了對數(shù)據(jù)實(shí)時性的要求。

05高精地圖和定位的關(guān)系？

高精度地圖能夠極大地幫助自動駕駛車輛完成定位。自動駕駛要知道自身在地圖的位置，首先車輛就需要尋找地標(biāo)，車輛通過攝像頭、雷達(dá)等傳感器獲得的信息同高精度地圖上已知地標(biāo)進(jìn)行比較。
這一匹配過程需要經(jīng)過預(yù)處理、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)融合這幾個復(fù)雜過程。預(yù)處理來消除不準(zhǔn)確或質(zhì)量差的數(shù)據(jù)，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換將來自不同視角的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的坐標(biāo)系，借助數(shù)據(jù)融合可以將來自各種車輛的傳感器數(shù)據(jù)合并。
定位就是通過這幾個復(fù)雜的過程完成的，通過高精度地圖可以讓車輛了解自身的位置。

06實(shí)現(xiàn)自動駕駛定位的五種方法？

• 慣性導(dǎo)航（INS）

• 全球?qū)Ш叫l(wèi)星定位系統(tǒng)（GNSS）

• 高精地圖與線上激光雷達(dá)點(diǎn)云匹配定位

• 輪式傳感器（里程計)

• 結(jié)合車輛運(yùn)動特性的運(yùn)動約束