與專業(yè)測(cè)繪車相比,眾包更新的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)有哪些?激光和視覺兩大主流眾包方案的區(qū)別是什么?基于端、管、云構(gòu)建的數(shù)據(jù)生態(tài)系統(tǒng)各有什么作用?眾包更新技術(shù)存在的技術(shù)瓶頸有哪些?中海庭常務(wù)副總經(jīng)理羅躍軍給你答案。
中海庭常務(wù)副總經(jīng)理羅躍軍主講,主題為《眾包模式下的高精地圖測(cè)繪技術(shù)》。本文為羅躍軍的主講實(shí)錄。下面一起了解下羅躍軍的主講提綱:
1、高精地圖的未來發(fā)展趨勢(shì)
2、眾包測(cè)繪的理論及實(shí)施現(xiàn)狀
3、眾包更新關(guān)鍵技術(shù)與實(shí)現(xiàn)路徑
4、眾包模式下所面臨的難題與突破
在瀏覽正文之前,可以帶著以下4個(gè)問題:
-與專業(yè)測(cè)繪車相比,眾包更新的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)有哪些?
-激光和視覺兩大主流眾包方案的區(qū)別是什么?
-基于端、管、云構(gòu)建的數(shù)據(jù)生態(tài)系統(tǒng)各有什么作用?
-眾包更新技術(shù)存在的技術(shù)瓶頸有哪些?
主講實(shí)錄
羅躍軍:大家好,我是中海庭的羅躍軍。第一次用這種方式跟大家交流,如果有講得不好的地方,大家多多包涵。
今天跟大家交流的是眾包模式下高新技術(shù)的測(cè)繪技術(shù)。主要圍繞四個(gè)方面來闡述,第一:高精地圖的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì);第二:眾包更新的理論基礎(chǔ)和實(shí)施現(xiàn)狀;第三:眾包更新的關(guān)鍵技術(shù)和實(shí)施路徑;第四:存在的一些問題。
首先我們來看一下自動(dòng)駕駛。在自動(dòng)駕駛時(shí)代最核心的觀點(diǎn)是要實(shí)現(xiàn)零碰撞的理想交通社會(huì),車輛可以安全移動(dòng)、環(huán)保節(jié)能,同時(shí)人類可以舒適愉快地移動(dòng),這里包含了三個(gè)維度:安全、環(huán)境和舒適。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)理想的交通社會(huì),從上世紀(jì)90年代開始,汽車企業(yè)不斷發(fā)展,包括倒車?yán)走_(dá)、360度環(huán)視、車道維持以及自動(dòng)巡航等功能,最終的技術(shù)形態(tài)就是自動(dòng)駕駛。
對(duì)于自動(dòng)駕駛的實(shí)踐,在業(yè)內(nèi)比較公認(rèn)有價(jià)值的實(shí)踐路徑,就是SAE的分級(jí)定義:從輔助駕駛到部分自動(dòng)駕駛再到高度自動(dòng)駕駛以及完全自動(dòng)駕駛。業(yè)界廣泛預(yù)判2020年將是一個(gè)重要的時(shí)間節(jié)點(diǎn),在這個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)會(huì)實(shí)現(xiàn)部分自動(dòng)駕駛的量產(chǎn),同時(shí)高度自動(dòng)駕駛開始進(jìn)入市場(chǎng),這是一條主線,但是在局部上可能還會(huì)實(shí)現(xiàn)分場(chǎng)景的實(shí)施,比如場(chǎng)景優(yōu)先的高級(jí)自動(dòng)駕駛功能。貫穿自動(dòng)駕駛實(shí)踐的技術(shù)核心是感知、認(rèn)知和控制,不同級(jí)別的自動(dòng)駕駛,對(duì)這三個(gè)核心技術(shù)的需求是不一樣的。
圍繞著自動(dòng)駕駛,可以看到自動(dòng)駕駛對(duì)時(shí)空的感知需求催生了高精地圖的問世。高精地圖一般具有以下四個(gè)特點(diǎn)。
第一,它提供了先驗(yàn)的知識(shí),它的感知范圍比現(xiàn)有的傳感器感知范圍要遠(yuǎn)很多。視覺和激光最多能達(dá)200米,但更遠(yuǎn)的地方以及視距范圍外的情況,傳感器是無法獲得的,而地圖具有無限遠(yuǎn)的數(shù)據(jù)感知。
第二,地圖可消除傳感器的一些誤差。有些傳感器會(huì)判斷錯(cuò),雖然現(xiàn)在這種情況越來越少了,但還存在。當(dāng)傳感器無法識(shí)別像金屬這些狀況時(shí),通過地圖可以解決,同時(shí)地圖可以告知該地區(qū)誤差范圍可能是多大,通過一系列AI算法,可消除傳感器的一些誤差。
第三,地圖不受惡劣天氣的影響,在雨雪天氣的情況下,幾乎任何傳感器都失效。但只要有位置信息和地圖,完全不可視的環(huán)境中,也能完成一些自動(dòng)駕駛功能。
第四,地圖能夠表達(dá)傳感器無法獲得的部分知識(shí),通過數(shù)據(jù)積累、挖掘獲得部分駕駛經(jīng)驗(yàn)的載體,可集成在地圖中作為一種相應(yīng)的知識(shí)傳達(dá)給每一個(gè)自動(dòng)駕駛終端,補(bǔ)充其他傳感器的一些功能。
前面講了自動(dòng)駕駛和地圖,相信業(yè)內(nèi)朋友都很清楚,這里再多談一下地圖的發(fā)展趨勢(shì),地圖的產(chǎn)生必須經(jīng)歷從現(xiàn)實(shí)世界到采集加工處理、數(shù)據(jù)發(fā)布多種表達(dá)形式、用戶使用,再到數(shù)據(jù)發(fā)生變化,最后回到現(xiàn)實(shí)世界,形成地圖的在現(xiàn)實(shí)世界的一個(gè)閉環(huán)。隨著軟硬件的不斷發(fā)展,在地圖的各個(gè)環(huán)節(jié)中,地圖的采集、加工、存儲(chǔ)、表達(dá)和應(yīng)用這幾個(gè)環(huán)節(jié)都不斷會(huì)有技術(shù)引進(jìn)和更新。
技術(shù)不斷的變化可以使每個(gè)環(huán)節(jié)不斷演變,進(jìn)而導(dǎo)致新地圖發(fā)生變化。在采集端,從最開始人眼獲取數(shù)據(jù),通過各種采集終端、采集設(shè)備、傳感器系統(tǒng)來獲取數(shù)據(jù),同時(shí)從基礎(chǔ)測(cè)繪和遙感技術(shù)變成社會(huì)化大眾化采集;在加工環(huán)節(jié),從開始純?nèi)斯ぬ幚?,到AI做多元自動(dòng)化的處理;在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和表達(dá)上,從開始紙質(zhì)載體到各種多媒體載體,從二維到三維,從靜態(tài)到實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài),從圖紙記錄到本地?cái)?shù)據(jù)庫,再到云端,技術(shù)在不斷演變。在應(yīng)用端,除了基本的導(dǎo)航、自動(dòng)駕駛的決策規(guī)劃,還會(huì)擴(kuò)展到智慧城市的更多其他應(yīng)用。
上面講了地圖發(fā)展趨勢(shì),高精度地圖發(fā)展趨勢(shì)會(huì)從專業(yè)測(cè)繪向眾包更新發(fā)展。上圖有幾個(gè)的采集方式,最上面是專業(yè)測(cè)繪車,這是我們幾個(gè)圖商按照功能制作,它的成本和精度都很高,但是可以做到這種專業(yè)測(cè)繪車的很少,它通過自主采集半自動(dòng)化以及全自動(dòng)化生產(chǎn)的方式獲得了高精度的矢量地圖,矢量地圖包括車道級(jí)拓樸、車道邊線、道路區(qū)間以及ADAS數(shù)據(jù)信息,它能夠滿足車道級(jí)的導(dǎo)航功能的自動(dòng)駕駛,精度和可信度高,問題是成本非常高。
在這些專業(yè)的測(cè)繪車采集高新技術(shù)基礎(chǔ)上,我們認(rèn)為可以出現(xiàn)一種Low Cost采集車,它的成本和精度比較低,它的數(shù)量可以多一些,它會(huì)通過采集一些精度稍低的數(shù)據(jù),通過人工驗(yàn)收、數(shù)據(jù)的差分融合等技術(shù)手段來不斷地更新高精度的矢量地圖。最下面是眾包車,成本最低,精度也很低,我相信未來自動(dòng)駕駛車很多會(huì)采用同樣的設(shè)備來去做自動(dòng)駕駛,優(yōu)勢(shì)在于數(shù)量非常大。
通過數(shù)量大彌補(bǔ)單個(gè)數(shù)據(jù)質(zhì)量精度低的問題,可通過大數(shù)據(jù)分析獲得動(dòng)態(tài)交通情報(bào)。對(duì)地圖比較了解的人會(huì)知道,高精地圖實(shí)際上分靜態(tài)地圖、動(dòng)態(tài)地圖,很多動(dòng)態(tài)信息是來自于眾包車輛的數(shù)據(jù)獲取,包括擁堵、交通事故、天氣等,還可通過多視幾何、攝影測(cè)量、深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)以及云霧計(jì)算等方式生成語義地圖和特征地圖,另外也通過大量數(shù)據(jù)共享、挖掘、分析和融合來提升精度和可信度。
眾包車輛生成的數(shù)據(jù),除了生成動(dòng)態(tài)的信息能夠更新一部分高清地圖外,還生成了一些感知地圖,用于自動(dòng)駕駛輔助定位。
簡(jiǎn)單小結(jié)眾包更新的創(chuàng)新和優(yōu)勢(shì),首先眾包更新是實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)更新的低成本和可量產(chǎn)化的方案,具有一些非常顯著的優(yōu)勢(shì),中國(guó)大概600多萬公里的道路數(shù)據(jù),如果按照專業(yè)測(cè)繪的方式采集,將是個(gè)天文數(shù)字,因此如果有一個(gè)基礎(chǔ)的高精度地圖網(wǎng),通過眾包的方式來更新地圖獲得城市細(xì)道路數(shù)據(jù),它將是低成本可量產(chǎn)的方案。
第二,在商業(yè)模式上也有新的吸引力,數(shù)據(jù)的使用者同時(shí)也是數(shù)據(jù)的提供者,在未來商業(yè)模式上可能會(huì)發(fā)生一些變化,隨著區(qū)塊鏈技術(shù)的發(fā)展,可能會(huì)看到新的商業(yè)模式出現(xiàn)。在技術(shù)上,它的難度在于精度和可信度都比較低,但是隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展以及AI技術(shù)的突破,這些技術(shù)門檻會(huì)逐步降低,同時(shí)精度和可信度將逐步提高。
第二部分講一下眾包更新的理論基礎(chǔ)。實(shí)際上,眾包的概念很早就已提出,講三種形態(tài),第一是UGC,用戶原創(chuàng)內(nèi)容,這個(gè)概念來自于互聯(lián)網(wǎng),用戶就是網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容瀏覽者,也是網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容的創(chuàng)造者,也得到了非常廣泛的應(yīng)用,比如維基百科、豆瓣、知乎以及抖音,每個(gè)人都可以上傳和分享自己的作品,都可以作為自媒體在網(wǎng)上活躍起來。
第二是劉經(jīng)南院士提出的泛在測(cè)繪的概念,傳統(tǒng)測(cè)繪是利用測(cè)量的儀器測(cè)定地球表面形態(tài)的地理要素以及地表人工設(shè)施形狀、大小以及空間位置等屬性。根據(jù)觀測(cè)到的數(shù)據(jù),通過地圖制圖方法,向地面的自然形態(tài)人工設(shè)計(jì)繪制成地圖,而泛在測(cè)繪是在任何地點(diǎn)、任何時(shí)間為認(rèn)知環(huán)境和人而使用和創(chuàng)造地圖的活動(dòng),可以理解為所見即所測(cè)繪,使用即測(cè)繪。
第三個(gè)是群智感知,是將普通用戶的移動(dòng)設(shè)備作為基本感知單元,通過通訊的方式形成群智感知網(wǎng)絡(luò),從而實(shí)現(xiàn)感知任務(wù)分發(fā)和感知數(shù)據(jù)收集,完成大規(guī)模復(fù)雜的社會(huì)感知任務(wù)。
接下來我們講眾包更新的數(shù)據(jù)來源和分類,可以分為四大類。第一是軌跡數(shù)據(jù),眾包、自動(dòng)駕駛或其他的輔助安全駕駛有相通的功能,首先定位必須是一個(gè)高精度的定位來源,一般來自于GNSS+慣導(dǎo)的位置感知數(shù)據(jù)以及通過SLAM或相關(guān)技術(shù)把視覺定位、高精度定位、激光雷達(dá)定位、毫米波雷達(dá)定位等定位方式進(jìn)行融合得到一個(gè)融合定位的高精度軌跡數(shù)據(jù)。但在軌跡數(shù)據(jù)中,單一的軌跡信息價(jià)值非常低,必須形成規(guī)模效應(yīng)。我們要形成的產(chǎn)品主要是拓?fù)渚W(wǎng)和拓?fù)渚W(wǎng)的更新,同時(shí)還包括一些動(dòng)態(tài)的交通信息。
第二是圖像數(shù)據(jù),圖像數(shù)據(jù)包含的信息量是非常大的,大部分是非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)。實(shí)際上,這些非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)要處理成結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),是要通過標(biāo)定和AI算法把圖像數(shù)據(jù)變成矢量化數(shù)據(jù)。
第三是雷達(dá)數(shù)據(jù),雷達(dá)包括激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、一些超聲波雷達(dá)。激光雷達(dá)的精度非常高的,成本也非常高,這是最大的缺點(diǎn)。而毫米波雷達(dá)也能夠覆蓋所有應(yīng)用,在一些場(chǎng)景重構(gòu)方面,對(duì)數(shù)據(jù)精度的提升很有價(jià)值。通常,激光雷達(dá)精度是足夠的,如果使用毫米波雷達(dá),需要跟圖像數(shù)據(jù)等其他的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合才能得到比較好且能使用的數(shù)據(jù)。
第四是CAN數(shù)據(jù),包含車內(nèi)各個(gè)零部件在毫秒級(jí)層面上輸出的數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)的挖掘?qū)ψ?a target="_blank">無人駕駛的決策算法有非常好的作用。
圍繞剛才的眾包數(shù)據(jù)分類,目前國(guó)內(nèi)外出現(xiàn)了不同方案的眾包公司,這些初創(chuàng)企業(yè)都做得非常不錯(cuò),主要有兩大方案,第一是以視覺為主,比如有Mobileeye、IvI5以及國(guó)內(nèi)的寬帶科技等企業(yè)。以IvI5為例,左上角是IvI5的制圖樣例,制作視頻APP應(yīng)用,向目標(biāo)鎖定到Uber等平臺(tái)的司機(jī)用戶上,使用者可以將手機(jī)固定在汽車儀表盤上方,下載該應(yīng)用并在駕駛室的啟動(dòng),會(huì)開始錄制視頻,同時(shí)收集加速度GPS數(shù)據(jù),駕駛員每駕駛十英里大概可得到幾美分報(bào)酬,這些數(shù)據(jù)最終將幫助IvI5團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建高精地圖。
另一種方案是以雷達(dá)為主,比如DeepMap和Civil Map等公司,主要是將激光雷達(dá)獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)利用AI識(shí)別道路特征,把道路邊線、車道線以及一些看板的特征識(shí)別出來,建立起地圖更新或直接構(gòu)建感知圖層。由于激光雷達(dá)價(jià)格遠(yuǎn)高視覺傳感器,所以它在數(shù)據(jù)規(guī)模上是不及以視覺為主的傳感器的規(guī)模,但它精度更高,因此這兩種方案各有利弊。目前如果能把這兩個(gè)方案融合在一起進(jìn)行取長(zhǎng)補(bǔ)短,可能會(huì)是比較好的方案。
這張表展示了對(duì)激光和視覺兩大主流眾包方案的比較。激光為主的方案有成本高、精度高的特點(diǎn),核心傳感器是不同線數(shù)的激光雷達(dá),眾包數(shù)據(jù)源包括激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)或者一些數(shù)據(jù)照片等數(shù)據(jù),核心處理算法包括三維建模、計(jì)算機(jī)視覺等方面,輸出成果有三維模型、車道模型和地面相關(guān)要素。在以視覺為主的方案中,成本低,精度也相對(duì)低,核心傳感器有全景相機(jī)、單目相機(jī)、雙目相機(jī)等,甚至手機(jī)相機(jī)和行駛記錄儀都有可能作為它的輸入,它的眾包數(shù)據(jù)源是照片、視頻、軌跡數(shù)據(jù),核心算法包括多視幾何、深度學(xué)習(xí)、多元語義分割等,輸出成果具有高精度的拓?fù)潢P(guān)系及能識(shí)別出的交通標(biāo)志牌。
實(shí)際上,眾包是未來地圖更新的必經(jīng)之路,所以在各個(gè)領(lǐng)域都有不同的廠商在發(fā)力。從技術(shù)路徑上講,有激光和視覺兩大方向。第一,有很多整車廠以及OEM廠商已經(jīng)開始在做;第二,互聯(lián)網(wǎng)巨頭如Google、百度、阿里已經(jīng)在關(guān)注并開始發(fā)力;第三,很多出行和物流服務(wù)商也在做,Uber、滴滴、京東等;第四,典型的圖商,如here、四維、百度、高德,包括我們?cè)趦?nèi)及新型初創(chuàng)公司,大量的新初創(chuàng)的技術(shù),都貢獻(xiàn)不少,包括civilmap、deepmap、lvl5等等。
我們來看一下眾包更新的關(guān)鍵技術(shù)和實(shí)現(xiàn)路徑。我們認(rèn)為基于端、管、云構(gòu)建的數(shù)據(jù)生態(tài)系統(tǒng),終端主要是傳感器、本地的計(jì)算能力以及高精度定位。通訊主要是管,負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸和信息安全;云端需要有AI大數(shù)據(jù)處理、地圖生成和構(gòu)建。高精地圖的眾包主要是分為兩個(gè)部分:智能感知終端,即端的感知能力,還有高精度地圖云,在云端做高精度的融合和更新處理。
在終端層面上會(huì)有哪些工作呢?這幅圖主要展示了汽車所能應(yīng)用的絕大部分傳感器,激光雷達(dá)、差分GPS、慣性導(dǎo)航、一些其他的傳感器,包括路側(cè)單元傳感器、身體生理傳感器(如檢測(cè)疲勞駕駛)及溫度、濕度、風(fēng)向傳感器等,這些傳感器能完整地獲取人體以及車輛的自身狀態(tài),不僅可以挖掘自車狀態(tài)的數(shù)據(jù),也能用于自動(dòng)駕駛,還是未來動(dòng)態(tài)地圖眾包更新的一個(gè)來源。比如通過測(cè)量車輛雨刮的使用狀況以及頻率,能夠間接了解該區(qū)域天氣情況。在終端方面,我們的主要任務(wù)首先是高精度的融合定位,如果我們需要軌跡數(shù)據(jù),那么我們希望這個(gè)軌跡數(shù)據(jù)至少是分米級(jí)的定位精度,通過差分GPS和慣導(dǎo)能夠獲得一些位置,再通過融合定位的方式,去生成精準(zhǔn)的軌跡。
傳感器除了獲取軌跡數(shù)據(jù)和相關(guān)的車輛數(shù)據(jù)之外,算力也非常重要。它要將傳感器所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算或識(shí)別成我們通過眾包云端能夠使用的一些語義地圖,傳感器實(shí)時(shí)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量非常大,在現(xiàn)在的通訊狀況下,把這些數(shù)據(jù)傳給云端,通訊壓力很大,同時(shí)大量的數(shù)據(jù)在云端將會(huì)被浪費(fèi)。因此終端需要一定的計(jì)算能力進(jìn)行初步的數(shù)據(jù)對(duì)齊和處理,例如感知特征識(shí)別和地圖要素矢量化,這些處理需要同步傳感器的時(shí)間以及合理的調(diào)度和優(yōu)化資源。目前世界上比較好的終端開發(fā)平臺(tái)是NVIDIA的Jetson TX2,搭載代號(hào)Parker的Tegra處理器、6核CPU架構(gòu)、256核Pascal架構(gòu)GPU核心,整體模塊功耗低于7.5W。
終端最開始核心是定位,還需要感知識(shí)別,它首先需要圖像數(shù)據(jù)的感知,最好的方法是利用AI深度學(xué)習(xí)的處理方法,實(shí)質(zhì)就是將非結(jié)構(gòu)化圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),包括識(shí)別的特征、物體的種類、位置和姿態(tài)等等。非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),比如行車記錄儀的視頻數(shù)據(jù),包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)壓縮和數(shù)據(jù)存儲(chǔ);而最終的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),包括了初步識(shí)別的結(jié)果,如交通標(biāo)志的識(shí)別結(jié)果、車道線等。
對(duì)于轉(zhuǎn)化的過程,都是深度學(xué)習(xí)來做的。我們所需要樣本的訓(xùn)練過程以及針對(duì)性的樣本模型,相信大家都比較熟悉這些工作了,我就不展開講了。
這里也簡(jiǎn)單地說明一下,在做深度學(xué)習(xí)時(shí),首先需要標(biāo)注,需要一些標(biāo)注的數(shù)據(jù)來進(jìn)行最后的推理和使用。這些標(biāo)注的工作是由大量的人工和半自動(dòng)化的方式來實(shí)現(xiàn)的,有的可以利用開源的數(shù)據(jù)集來訓(xùn)練,也有模型能夠自動(dòng)地生成部分的數(shù)據(jù),包括人工的篩選用來表示對(duì)錯(cuò)的一些標(biāo)識(shí)。這些工作在業(yè)內(nèi)也有專門的公司會(huì)幫我們來做。
同時(shí),標(biāo)注的類型我們可以分為物體級(jí)別標(biāo)定、物體屬性標(biāo)定以及物體像素級(jí)別的標(biāo)定,可以根據(jù)實(shí)際的需要來進(jìn)行選擇。
接下來我們看一下管端,眾包數(shù)據(jù)不可能都在終端完成,因此它需要把數(shù)據(jù)傳到云端,在管端主要是通訊,通訊方面我們可以看幾個(gè)數(shù)據(jù),首先是原始感知數(shù)據(jù),如果要把原始數(shù)據(jù)全部傳到云端,在高速公路經(jīng)過SLAM或其他特征提取后大概是50兆/公里,如果要將非常完整的激光點(diǎn)云往上傳,一公里大概都需要一個(gè)G的數(shù)據(jù),而整個(gè)全國(guó)高速估計(jì)得要TB級(jí)了,因此云端是不需要這么龐大的數(shù)據(jù)的,我們只需要將矢量化的數(shù)據(jù)往上傳,矢量化的數(shù)據(jù)在高速公路基本上每公里可以做到10KB的數(shù)據(jù)量。
在管端,除了通訊,還需要關(guān)注數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)議。目前主要流行的協(xié)議是ADASIS協(xié)議,同時(shí)還需要關(guān)注它的信息安全,未來的5G和V2X的發(fā)展也會(huì)給通訊帶來革命性的變化。
上圖的下面有兩幅小圖,可以看到車跟車之間的通訊、車和路以及車和人之間的交互的數(shù)據(jù),這些都會(huì)成為我們未來新眾包數(shù)據(jù)的來源,可以用于實(shí)時(shí)交通信息的數(shù)據(jù)獲取。
接下來我們要看看云端要。在云端,主要利用AI機(jī)器學(xué)習(xí)以及大數(shù)據(jù)處理等技術(shù),從海量眾包數(shù)據(jù)中獲得有效的信息,為高精度地圖的生成和構(gòu)建做準(zhǔn)備。對(duì)不同類型的眾包數(shù)據(jù),處理方法會(huì)不一樣。對(duì)軌跡數(shù)據(jù)我們要遵從經(jīng)典的數(shù)據(jù)挖掘的方法,包括數(shù)據(jù)清洗、配準(zhǔn)、挖掘等過程。挖掘的算法也有很多,在左邊我們也寫了很多算法,大家可以去了解一下,包括相似定義算法、以時(shí)間聚焦的軌跡聚類。
在進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)和大數(shù)據(jù)清洗處理之后,就可以進(jìn)行構(gòu)建地圖了。上圖是地圖生成和構(gòu)建的基本流程。我們將得到識(shí)別出的道路邊線的形狀以及地物類的位置屬性,這是我們的輸入,但是這并不是我們所說的高精度地圖,我們還要進(jìn)行專業(yè)化的地圖生成和構(gòu)建,其中包括點(diǎn)線融合、形狀點(diǎn)一次構(gòu)建、拓?fù)錁?gòu)建,在這個(gè)基礎(chǔ)上,再進(jìn)行形狀點(diǎn)二次構(gòu)建,增強(qiáng)它的幾何形狀,使二階更加光滑,并計(jì)算出它的坡度曲率,然后再構(gòu)建出車道的模型以及靜態(tài)標(biāo)志融合等多個(gè)步驟。
其中拓?fù)錁?gòu)建指的是道路和車道間的連通性關(guān)系。車道模型構(gòu)建中需要根據(jù)形狀的信息生成高精度的坡度、曲率和ADAS數(shù)據(jù)。
接下來我們談一下眾包測(cè)繪存在的一些問題。主要是以下幾點(diǎn):
第一是傳感器數(shù)據(jù)來源和標(biāo)準(zhǔn);
第二個(gè)是眾包測(cè)圖與更新的行政許可,也就是政策門檻;
第三是眾包數(shù)據(jù)的質(zhì)量和精度。
首先,傳感器數(shù)據(jù)融合還存在著很多問題,傳感器的種類很多,性能的差異非常大,傳感器的數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一,多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)仍存在著一些技術(shù)壁壘。而在技術(shù)壁壘方面,可以有以下幾個(gè)問題。
第一,還沒有建立起統(tǒng)一的融合理論和有效廣義融合模型及算法;
第二,對(duì)數(shù)據(jù)融合的具體方法,目前的研究還在初步階段,雖然有一些比較好的成果,但我覺得它還有很大的發(fā)展空間;
第三,還沒有很好地解決融合系統(tǒng)的容錯(cuò)性和魯棒性的問題,雖然大數(shù)據(jù)融合包括深度學(xué)習(xí)是概率性的問題,但是我們還無法量化它的魯棒性。
第四,關(guān)聯(lián)的二義性是數(shù)據(jù)融合的主要障礙以及數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)也還存在著很多實(shí)際的問題。
第五,在上傳協(xié)議方面,目前會(huì)針對(duì)已有的車聯(lián)網(wǎng)車輛數(shù)據(jù)上傳協(xié)議,主要用于車輛間動(dòng)態(tài)信息的交互,需要針對(duì)眾包制圖方面擴(kuò)展協(xié)議內(nèi)容。
雖然here在國(guó)際上也有一個(gè)Sensoris是相關(guān)的協(xié)議,但是這并不是一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),國(guó)內(nèi)也在做一些標(biāo)準(zhǔn)化工作,在標(biāo)準(zhǔn)化組織方面,我們幾個(gè)圖商在國(guó)家的指導(dǎo)下,將會(huì)形成一些標(biāo)準(zhǔn)化的工作。
另外一個(gè)問題是政策問題。實(shí)際上,眾包數(shù)據(jù)的搜集是有一些政策的。雖然沒有明確的行政許可,但是根據(jù)測(cè)繪法對(duì)策行為的定義:企業(yè)性質(zhì)的大范圍帶GPS和不帶GPS的地理數(shù)據(jù)搜集都屬于測(cè)繪行為,數(shù)據(jù)需要由甲級(jí)導(dǎo)航電子地圖資質(zhì)的圖商來收集處理。
可以看到,通過定義,對(duì)眾包數(shù)據(jù)的搜集有著極大的限制。導(dǎo)航或自動(dòng)駕駛汽車搜集車端帶GPS數(shù)據(jù)都屬于測(cè)繪行為,如果GPS數(shù)據(jù)需要加工成圖,需要有資質(zhì)的企業(yè)來進(jìn)行數(shù)據(jù)的搜集和加工;如果GPS數(shù)據(jù)用于對(duì)接監(jiān)管平臺(tái),需要通過有資質(zhì)的圖商對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和監(jiān)管。對(duì)于不帶GPS的數(shù)據(jù),比如影像、視頻等,如果是大范圍的、企業(yè)性質(zhì)的采集也屬于測(cè)繪行為,因此這并不是所有的人、圖商或者車廠能夠采集的領(lǐng)域。
還有更加嚴(yán)格的政策監(jiān)管,包括基礎(chǔ)地圖生產(chǎn)、地圖數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、地圖更新、地圖出版銷售等等各個(gè)環(huán)節(jié)都需要有資質(zhì)的限制。通過資質(zhì)可以看到,對(duì)眾包更新會(huì)有很大的限制,但是這對(duì)未來的自動(dòng)駕駛以及眾包更新來說是一個(gè)大的趨勢(shì),國(guó)家將自動(dòng)駕駛作為一個(gè)戰(zhàn)略發(fā)展方向,我相信在未來的政策限制方面,國(guó)家會(huì)有一定的考慮的。
最后來看眾包更新存在的一些技術(shù)上的瓶頸,主要在于眾包的制圖能力,它是不是真的能夠達(dá)到我們所期待的眾包更新。第一,數(shù)據(jù)質(zhì)量與覆蓋范圍終端設(shè)備數(shù)量是密切相關(guān)的,我們要想獲得眾包更新的數(shù)據(jù),前提是有大量的、可以完全跑的相關(guān)眾包車輛。從采集端來看,為了保證精度,每條車道上最好能夠有一定的覆蓋,一般情況下10遍左右,當(dāng)然有更多是最好的,因此在眾包地圖中,它一定要有足夠大的用戶量,這可能就會(huì)出現(xiàn)雞生蛋和蛋生雞的過程。
在數(shù)據(jù)內(nèi)容上,我們需要一個(gè)完整的車道系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò),不光只是一個(gè)車道邊線和中心線,還需要得到它的拓?fù)潢P(guān)系,包括虛擬連接線;眾包數(shù)據(jù)在精度屬性上還有點(diǎn)欠缺,在右下角的圖上,我們可以看到有些地方的虛實(shí)線有斷裂、有些地物的標(biāo)識(shí)不精準(zhǔn)以及路口內(nèi)虛擬連接線有交叉等等,這些問題都會(huì)導(dǎo)致在精度方面的問題。
雖然未來我們會(huì)獲得一些精度和屬性上有點(diǎn)欠缺的數(shù)據(jù),但我們希望能夠像之前說的,以專業(yè)的采集數(shù)據(jù)為基準(zhǔn),與眾包數(shù)據(jù)通過在精度方面的融合以及貝葉斯過濾算法等等技術(shù)去提高精度。隨著技術(shù)的發(fā)展,精度也會(huì)逐步提高,在未來,通過這種方式肯定能夠滿足我們數(shù)據(jù)更新需求。
以上就是跟大家分享的內(nèi)容,大家有什么相關(guān)的問題,我們可以一起來討論。謝謝大家。
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原文標(biāo)題:眾包模式下的高精地圖測(cè)繪技術(shù)該何去何從?
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