朱大伟:高精地图的量产及应用

  2019年10月22日-10月24日,“2019中国汽车零部件行业年会暨高峰论坛”在山东省青岛莱西市召开,会议主题为“协同 创新 突破—共建中国汽车产业链新生态”。其中,在10月24日的“智能网联技术引领产业变革”主题论坛上,北京四维图新科技股份有限公司高级产品经理 朱大伟 发表精彩演讲。以下内容为演讲实录:

北京四维图新科技股份有限公司高级产品经理 朱大伟

  朱大伟:大家好,非常高兴来到莱西,我山东来过很多次,我觉得这个地方确实漂亮,也喜欢吃这里的东西,特别是昨天晚上我看到那个大大的馒头的时候,我觉得这里了解的很多东西,比如山东的面食、饺子,你发现很多的饺子,基本上全国的饺子都出自于这里,它很有名,然后面食也很有名,鲁菜也很有名,所以组委会邀请我来到这里,我也很荣幸。
  今天我要给大家讲的是我们的一款新产品——高精度地图。大家都知道自动驾驶就要来了,但是这个过程有多长,各人有各人的看法,不管怎么说,高精地图成了必不可少的部分,我们今天要讲的就是四维图新高精地图的量产和应用。
  每个人都想有车,现在都想有车的结果是什么?基本是这么一个状况,大家都有车,大家都堵着,中国人口密度这么大,没法承载这么多车在地面跑。所以说我们的交通安全,美国他们统计的,大概有330亿美元每年在损失。北京每年交通拥堵造成的时间成本,大概有186亿。像北京摇号很难,也有很多人摇到号不要的,还不如打车划算,打车不如地铁划算,所以很多人选择了我们的公共交通。
  自动驾驶在这里面需要解决的一些关键问题是我们要知道自己在哪里,然后去哪里,路上怎么走。高精地图起的作用是我们能做感知和定位,然后我们能做地图的一个规划,这是它的天然属性,第三是我们辅助它进行决策和控制,因为现在的高精地图不再是放在你那个手机里面或者是导航机上,你认为它是一个静态的地图,未来肯定是一个动态地图,不再是静态的。所以它需要很多的一些因素去支撑它。它的属性到底算什么?它是一个在线的传感器或者是超级传感器。在这里面传感器把它分为两类,一种是实体的,实体的大家都知道,比如雷达、摄象头,需求量很大。第二是虚拟的,就是软性的,但是它很重要,一个是我们现在的基于在线的,定位之后在线的地图和我们定位的一些平台,定位的平台怎么讲?或者叫定位图层,不再是基于纯粹的GPS去定位,如果纯粹的GPS定位,你会发现在一些峡谷地带,比如城市隧道什么的,很难做得很准确,这一块我们就需要地图在这一块给它做支撑,支撑之后还不是纯地图,它是基于视觉的,另外我们还要提前把这个图层做出来。然后还需要V2X,我要知道前面车怎么走,然后前面有没有人,需要前面的不管路侧设施还是前面的车,需要实时回传给你,需要这一块信息。
  高精地图和传统地图有什么区别呢?几何肯定是有的,然后是道路属性。还有车道的一些属性,基本上有,它只是告诉你有没有车道,但是没有车道级的几何,这是最大的差异。高精地图这一块呢,导航电子地图有的属性它都要有,或者路侧设施、路面设施,所有东西都要表达,道路辅助设施就指路面箭头、标牌都要有,这一块是指我们的路口模型,完全不同于传统的地图,有一个图给大家展示一下路口模型是什么样子的,就是上面那个小图,然后还有交换区、停车线等等这些都要有,车有交叉的就属于交换区,这一块也是它的特殊属性。当然这个属性很多,加起来有两百多个属性。
  它基本的特性,刚才也讲了一部分,一个是标准,第二个是生态,第三可靠,因为人都放手了,再不可靠,安全就无法保障。第四是线路一定要够。
  标准这一块,四维图新在国际上基本上所有的这些协会都是参加的,像NSORIS、NDS、ADAS,四维图新在这里面要么是会员,或者是主席、副主席单位。还有我们国内的,四维图新基本上参与的就是中国第一个关于高精度地图的一个标准,就是我们四维图新发起的,目前到了最后一个修改稿阶段。为什么建立这样一个标准,目的就是大家沟通更容易,大家有一个基础的对话平台。
  看看我们高精度地图是怎么做出来的。这是一个路面,我们是采集车采集出来的,这是一张照片。之后它同时会采集到激光雷达的一些数据,叠加到一起。第三步就是我们会自动把它提取出来,所有这些东西,当然现在还做不到百分之百正确率,有些东西能达到80%、90%,有些可能需要手工,30%达到半自动化,40%达到自动化,还有30%要靠手工,我们敢对外说我们就是这样子的。你看到这个地方特别复杂,每一样东西道路设施、路面的东西都表达在这里。你会看到这是黄色的中心线,这是车道标线,标线也分很多种,实线、虚线,还有我们表达的一些车道的类型。这个地方就是常规的机动车道,两侧是一些设施类的东西,护栏、路崖都在里面。
  现在看到这一个图,这是一个路口,这是电子采集回来的,多久能采集一个路口?或者多少次能把这个路口做出来吗?大家可能很难想象,你要把它采全,这是一个很常见的路口,这是主路,外面还有辅路,每个方向都有左转、右转,我算了一下,16次左右,你走过路过一个路口才把它拼起来,你拼一个路口的时候,这个路口能有好几个G的数据。大家可能觉得我随时都能采都能做,但是真正做的时候发现难点一个接一个,所以它的效率就是高速效率的1/10左右,大家都说这个高精度地图很贵很贵,但是你知道它的成本有多贵。
  对我们来讲,一个地图供应商来讲,必须把每一条线都是要连起来的,必须给你提供最好的支撑,所以它大概就是这样子,你所有看到的,你的红绿灯、地面的标识、斑马线、上面的杆,所有的都在这里,这就是我们高精度地图,普通路的高精度地图。它的难点刚才讲了,一个是这么多,很复杂。第二是它这么多对象,我们叫做路测设施和对象很复杂,它的量是非常大的。高速公路到了城市周围才有路灯什么的,但是城市道路不行,特别复杂。这是四叉路口,中国八叉路口也不少,大家能想象啊。
  我们从2015年正式成立高精度地图中心,我们大概从2013年就开始做预演和设计了,到今年差不多五六年了。这是我们积累出来很多的一些经验。大家概念里面高速不可能有交叉口,但是实际情况是这样,这是城市高速,它就给你加个掉头口,你设计很常规的一些自动驾驶的方案,到这个地方可能就卡壳了,因为对面掉头来个车,这很危险,很难想象,所以地图在于它所谓的未卜先知,这一块是要提前给你预知的。
  除了高速的,我们还有一些普通路的。大家每天开个车,就算你每天开200公里,你一年能开多少?你根本开不了这么多,也就是从家到公司、从公司到家,或者有出差的稍微多一点,每天最多平均不到50公里。但是我们几百万公里的道路,我们怎么知道这么多路况,告诉大家信息,可能平常你看到的就是普通的道路,但是对于我们来讲,这是什么?道路上有轨道,这是大连的,有轨电车就是在普通道路上,你就知道这些东西你靠一些常规的东西怎么得到,或者说你怎么知道你平常能识别到车、人,你能不能识别到有个有轨电车,因为是难的,平常你根本碰不到这个场景。所以我提前告诉你这个地方是有轨道电车的,能辅助你解决更快落地的一些好的场景,或者是复杂的场景更快落地。
  这是我们积累的大概有300多个基于高速的一些案例,我们看到地面的一些标线,还有高速上双方向的,特别是一些出入口,还有隧道,掉头口讲了,还有很多很多的案例,这些东西对我们来说还是非常宝贵的,现在模拟场景基于这个东西是非常有效的。
  再说一下我们地图的一些可靠性,安全性是非常重要的,地图的质量是严格控制的,我们现在在做的ISO27001、9001都在做,26262现在也是把它加到我们地图里面来。
  这是我们自己如何做自动化的一些场景,标线是自动提取,从头到尾给你截取出来。所有的这些东西都是我们实际的软件展示出来的。
  最后一块就是我们要保证我们的一个鲜度,如何保持?我们用最常规的我们来采集车,自己采,但是会发现成本太高了,特别是大家都知道激光雷达,当然摄象头也都是工业级的,不是常规的,还有我们的关岛,一定要最好的,最起码也是能保证你精度的,要不然你采集的过程中会发现各种抖动都会存在。这是我们第一种叫TypeA。第二种我们要想快速更新的话,我们要有一个轻量的设备。还有基于激光雷达,做更快的输入。想让车更快拿到路况结果,要靠众包,有很多种方式,我们弄好了一些软件放到车体里面,这是一种方式,还有提供所有传感器,还有提供芯片,我们公司都能做,不管是芯片还是相应的盒子或什么的,这一块都没有多大问题。你能做这么多,你能得到这么多数据吗?这是另外一个问题,想得到这么多数据,我们就需要和很多车厂,还有政府,还有像滴滴这样的出行公司,一起合作,还有很多解决方案提供商,现在很多创业的年轻设计者,都是我们的合作伙伴,我们就想把数据拿到得更多。第一个全生态链的,你在这个车上跑的时候,提前几十里之内,就能告诉你前面是一个什么样的路况,这是大家想要的结果。
  这是基于我们自己的探测做的一些展示。我们把它聚合之后,发现任何细微的差异,甚至几个厘米,包括以前采的和现在采的精度有明显差异,差几个厘米我们都能看得出来。这是基于牌子,这是基于地面标线的,这是基于路面箭头,这是整体的一个效果。
  我们一定要给大家服务出去,刚才讲了,这个生态基本上就是这样的,地图、后台、车辆,我们对于客户的服务呢,我们要跟它一起合作,把这中间做好,一些场景能自动驾驶还是不能自动驾驶,定制化服务里面会给它自己圈上一个圈,这个区域你能做,相当于给你加属性了,你就给车加属性了,这一块能跑还是不能跑,这都是可以加进去的。现在你可能是季度发布或者月发布,未来肯定是要小时或者分钟级发布,向那个方向走。
  这是我们刚才讲的一个整体的生态详解。地图基本上就属于采集,最后编译,到最后发布,发布之后你可能要用在车上,然后我们把它记录,未来一起要去提供一些地图更新或者地图制作,这里面还涉及到其他很多方向,我就不一一讲了。
  我们现在的合作方很多,我们可能说我们自己是世界上做高精度地图最好的,你可能认为是吹牛,但是他们说的你们可能就信了,因为这是车厂说的。这几大车厂跟我们一直在合作,我们宝马的单子已经签过了,包括华为也是在跟我们签一个深度合作,还有很多就不一一讲了。
  今天讲应用,这么多他们怎么用的?这是ibeo他们自己展示的,他们是基于一些定位图层,他们做这一块的东西,你能实时看到这个和这个,他们自己测试的一个结果。当然我们地图要做很多,它可能只用了一部分。第二个就是说nvidia做的,你能清晰地看到这里会有变道,你看它杆子都没有取,它只取了那个牌子,因为每家的解决方案都不一样。
  他们跟我们一起做地图数据更新,就是怎么更新,我们自己肯定要做预演和开发测试的,这个车走在这里的时候会和地图做对比,这个地方有没有牌子,有,好,走到前面的时候,他发现没找着,没找着这就需要更新了,这就需要立刻回传到我们的后台系统去,这样的话,下一辆车,可能现在还做不到小时级更新,但是未来慢慢会向这一步走,比如从半年到季度更新,现在我们做到了小时级更新,未来也是这个趋势。
  我们从北京到昆明5200公里做了一个测试,我们测了几个方向,一个是驾驶模块,测试我们自己的自动驾驶能力,最长的就是脱靶驾驶最长是260公里,这是我们测了一个最长的,其他的路况另说。总体测的结果是非常好的,我们自己认为这一块是特别好,当然通过车厂的验证之后,这一块能满足大多数厂商所有在这里的一些需求。
  好,我的演讲结束了,谢谢!
  (注:本文根据现场速记整理,未经演讲嘉宾审阅)

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