在社交媒體上紅極一時的Tesla AutoPilot功能，并還沒有達到自動駕駛的L3的級別。其在高速公路上的自動駕駛技術可以理解為：ACC自適應巡航 + LKA車道保持輔助。

那為什么達不到L3甚至以上的級別呢？答案是：沒有高精度地圖。

Q：為什么沒有了高精度地圖，自動駕駛寸步難行？

A：因為高精度地圖不僅僅是地圖，更給了無人車上帝視角。

1.傳感器的性能邊界

車載傳感器的性能邊界指的不僅是測量范圍，還有面對不同環(huán)境時表現出來的感知缺陷。

比如激光傳感器檢測效果穩(wěn)定，但在面對大范圍的塵土時，也無能為力。我司在測試時就發(fā)現，如果前面一輛渣土車飛馳而去，引得塵土滿天飛時，無人車發(fā)現“面前”全是障礙物。

再比如高分辨率攝像機能檢測圖像中的物體，而且窄視場的攝像機，可以檢測很遠的距離。但是面對暴雨/大雪等惡劣天氣，很難檢測到正確的車道線/障礙物/馬路牙子等信息。

下圖為tesla的傳感器配置及傳感器感知范圍，扇形角度表示傳感器的視場角，扇形半徑表示傳感器的最大檢測距離?？梢?，最遠距離的檢測傳感器是窄視角的前向視覺傳感器。

2.先驗信息缺失

先驗信息是指某些可以提前采集且短時間內不會改變的信息。

僅依靠傳感器的信息是很難感知車輛現在是處在高速公路上，還是處在普通城市道路上的；無限速牌的路段，車速最高可以開多快；前方道路的曲率；所處路段的GPS信號強弱，這些都是傳感器遇到檢測盲區(qū)時，無法實時捕獲的信息。

而這些信息是客觀存在，不會隨外部事物的變化而變化，因此可以提前采集，并作為先驗信息傳給無人車做決策。

圖為高精度地圖可以為無人車提供的某些先驗信息。包括道路曲率、航向、坡度和橫坡角。

3.路口處的路徑規(guī)劃

路口處的路徑規(guī)劃一直是自動駕駛領域較為頭疼的問題。

很多大牛為了讓汽車能正常地開過路口用盡渾身解數。當然也有簡單粗暴的方法，比如Waymo（前Google無人車團隊），從他們的宣傳視頻，大致可以推斷他們使用的方法是“高精度地圖+高精度定位+管道內行駛”的方式過路口的（純屬猜測）。

Q：高精度地圖的加入可以給無人駕駛帶來哪些幫助？

A：高精度地圖是無人駕駛技術的催化劑，這么說一點都不過分。

1.能極快地實現L3級別的自動駕駛

簡單粗暴地使用高精度地圖+高精度定位，可快速地實現某些特定場景下的自動駕駛。這里的高精度地圖可以理解為一個“管道”，無人車只要保證自己在“管道”內行駛即可（參考waymo的綠色“管道”）。使用高精度定位，告訴車在管道的哪個地方，就可以自動駕駛啦。

馭勢科技和白云機場合作開發(fā)的無人駕駛車在機場這種特定場景完全就可以使用這種方法。而且通過圖片可以看出這車裝了差分GPS，如果再加上RTK設備，就是可以達到戶外厘米級的定位了。

2.提高無人車舒適性

舒適性是評判自動駕駛好與壞，最重要的元素之一。

前面提到過，由于傳感器的性能邊界，導致場景中的部分信息是無法感知到的。而這些信息（如道路曲率、坡度角）的缺失又會對無人車的縱向、橫向規(guī)劃控制產生較大影響，乘客會感覺車輛的控制不如“老司機”開得平穩(wěn)，而一旦舒適性缺失，有再多牛X功能也是徒勞。

3.提高系統(tǒng)性能

傳感器對感知到的信息做處理時，一般會選定一個感興趣區(qū)域（ROI，Region of Interest）再在此區(qū)域內進行數據處理。比如相機檢測行人時，大部分處于天空的圖像是可以不用考慮的，所以著重處理圖像的下半部分即可。

對于檢測紅綠燈狀態(tài)，必須在整幅圖像中搜索，因為攝像機不可能知道圖像的哪個地方會出現紅綠燈。但是如果有了高精度地圖信息，我就可以通過高精度定位和高精度地圖得到ROI。

根據定位和地圖的數據，無人車可以知道前方、兩側是否有交通標志牌，及紅綠燈的位置，就可以降低算法的復雜度，減少系統(tǒng)的計算負荷，進而提升系統(tǒng)性能。

下圖是通過定位和高精度地圖，標記出的ROI，ROI區(qū)域包括車道線位置、交通標志牌位置、紅綠燈位置等。

Q：高精度地圖和一般的導航地圖有什么區(qū)別？

A：導航地圖是給人看的地圖，高精度地圖是給機器看的地圖。

人類開車，只需要知道前方路口有沒有紅綠燈，路口有幾車道，該左轉還是右轉，即可穩(wěn)定控制汽車。而無人車不僅要知道有沒有紅綠燈，還要知道在自車坐標系下的（X, Y, Z）；不僅要知道是左轉還是右轉，還得知道左轉和右轉的路徑線。

目前的控制系統(tǒng)還不具備人類這么高的智能度，所以只有給予控制系統(tǒng)更多的輸入信息，才能讓無人車控制汽車更接近人類。

簡單從道路和POI這個兩點來比較一下導航地圖和高精度地圖的區(qū)別。

對于道路屬性，導航地圖只需要給出道路路網這個級別的數據即可，而高精度地圖會給出這個道路中有幾條車道，這些車道的線是虛線還是實線，車道是普通道路還是匝道等更多維度的信息。如下圖。

肯定有人疑問，既然高精度地圖擁有這么多信息，那容量肯定比導航地圖大很多吧。

答案是：No

導航地圖是給人使用的，它對信息的精度沒那么高，但是在信息的豐富程度上比高精度地圖大得多。

導航地圖不僅要有基本的道路信息，還要具備地圖中的各種信息點（POI，Point of Interest）的信息，比如建筑物尺寸、數量、建筑物的用途（醫(yī)院or商場）等。單純這些POI信息就比高精度地圖車道及常用特征的數據復雜太多，而且數據量也不小。

因此，目前來說，高精度地圖和導航地圖的容量大小是不分伯仲。

（作者：陳光，上汽集團高精度地圖&環(huán)境建模工程師）

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