高清地图对于自动驾驶有多重要？与一般的导航图有什么区别？

社交媒体上流行的Tesla AutoPilot功能尚未达到L3级别的自动驾驶. 它在高速公路上的自动驾驶技术可以理解为: ACC自适应巡航+ LKA车道保持辅助.

为什么不能达到L3或以上？答案是: 没有高精度地图.

问: 为什么没有高精度地图就不可能实现自动驾驶？

A: 因为高精度地图不仅是地图，而且还提供了无人驾驶汽车之神的视角.

1. 传感器性能边界

板载传感器的性能边界不仅涉及测量范围，还涉及在面对不同环境时出现的感知缺陷.

例如，激光传感器的检测效果是稳定的，但是当面对大量灰尘时，它也是无助的. 在测试过程中，我们的公司发现，如果前面的一辆垃圾车正在飞走，而灰尘还在飞扬，则无人驾驶汽车会发现“前面”是所有障碍.

例如，高分辨率相机可以检测图像中的对象，而视野较窄的相机可以检测远距离. 但是，面对严峻的天气，例如大雨/大雪，很难检测到正确的车道线/障碍物/道路和其他信息.

下图显示了Tesla的传感器配置和传感器感应范围. 风扇角度代表传感器的视场，风扇半径代表传感器的最大检测距离. 可以看出，距离最长的检测传感器是视角较窄的前视传感器.

2. 先前的信息丢失

先前信息是可以提前收集并且在短期内不会更改的信息.

仅依靠传感器的信息很难知道车辆是在高速公路上还是在普通城市道路上；在无级限速盘的部分可以驱动最大速度多快；前方道路的曲率；其中路段GPS信号的强度是传感器遇到盲点时无法实时捕获的信息.

这些信息是客观存在的，不会随外部事物的变化而改变，因此可以预先收集，并作为先验信息传递给无人驾驶汽车，以进行决策.

图片显示了高精度地图可以为无人驾驶车辆提供的一些先验信息. 包括道路曲率，航向，坡度和交叉坡度角.

3. 十字路口的路径规划

十字路口的路径规划一直是自动驾驶领域的头疼事.

许多Daniels竭尽全力使汽车正常通过交叉路口. 当然，也有简单而粗糙的方法，例如Waymo（以前是Google的无人驾驶汽车团队）. 从他们的促销视频中，可以粗略得出结论，他们使用的方法是“高精度地图+高精度定位+在管道中行驶”的方式来穿越交叉路口. （纯粹是猜测）.

问: 添加高精度地图如何帮助无人驾驶？

A: 高精度地图是无人驾驶技术的催化剂，因此不必多说.

1. 可以非常快地实现L3级自动驾驶

简单粗略地使用高精度地图+高精度定位可以在某些特定情况下快速实现自动驾驶. 只要无人驾驶汽车仅需要确保其在“管道”中行驶（指waymo的绿色“管道”），就可以将高精度地图理解为“管道”. 使用高精度定位来告诉汽车可以在管道中的哪个位置自动行驶.

由Yushi Technology和白云机场联合开发的无人驾驶车辆可以在这种特定情况下在机场使用. 从图片中您可以看到这辆车配备了差分GPS. 如果添加RTK设备，则可以实现室外厘米级的定位.

2. 改善无人驾驶汽车的舒适度

舒适性是判断自动驾驶质量的最重要要素之一.

如前所述，由于传感器的性能限制，场景中的某些信息是无法察觉的. 而且缺乏此类信息（例如道路曲率和坡度）将对无人驾驶汽车的纵向和横向规划控制产生更大的影响. 乘客会感到车辆的控制不如“老司机”那样顺畅，一旦失去舒适性，无论多少牛X功能都徒劳无功.

3. 提高系统性能

当传感器处理感测到的信息时那个导航地图精确度高，通常会选择一个感兴趣的区域（ROI，感兴趣的区域），然后在该区域中处理数据. 例如，当摄像机检测到行人时，天空中的大多数图像都可以忽略，因此请专注于图像的下半部分.

要检测交通信号灯的状态，必须搜索整个图像，因为相机无法知道交通信号灯将出现在图像中的什么位置. 但是，如果有高精度地图信息，我可以通过高精度定位和高精度地图获得投资回报.

根据定位和地图数据，无人驾驶汽车可以知道前后两侧是否有交通标志以及交通信号灯的位置，从而可以降低算法的复杂度，减轻系统的计算量，并提高系统性能.

下图显示了通过定位和高精度地图标记的ROI. ROI区域包括车道线的位置，交通标志的位置，交通信号灯的位置等.

问: 高精度地图和普通导航地图有什么区别？

A: 导航地图是人的地图，高精度地图是机器的地图.

人类只需要知道前方交叉路口是否有交通灯以及有多少车道. 无论是左转还是右转都可以稳定地控制汽车. 无人驾驶汽车不仅必须知道是否有交通信号灯，还必须知道汽车坐标系中的（X，Y，Z）. 不仅知道左转还是右转，而且还知道左右转的路径.

当前的控制系统还没有如此高的人类智能，因此，只有给控制系统更多的输入信息，无人驾驶汽车才能使汽车更接近人类.

只需从道路和POI的两个点比较导航地图和高精度地图之间的差异即可.

对于道路属性，导航地图仅需要提供道路网络级别的数据，而高精度地图将为您提供这条道路上的一些车道，无论这些车道的线是虚线还是实线，车道是普通道路，是坡道和更多尺寸信息. 如下所示.

有些人怀疑，由于高精度地图包含的信息太多，因此容量肯定比导航地图大得多.

答案是: 否

导航地图仅供人们使用，信息的准确性不是很高，但是信息的丰富度要比高精度地图大得多.

导航地图不仅必须具有基本的道路信息，而且还必须具有地图中各个信息点（POI，兴趣点）的信息，例如建筑物的大小，数量，建筑物的用途（医院或购物中心）那个导航地图精确度高，等. 简单的POI信息比高精度地图车道和共同特征的数据复杂得多，并且数据量也不小.

因此，目前，高精度地图和导航地图的容量没有区别.

（作者: 上汽精密地图与环境建模工程师，陈）

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