智能汽車

為什么自動(dòng)駕駛汽車不能使用普通地圖導(dǎo)航?

ainet.cn   2019年11月26日

  【編者按】自動(dòng)駕駛汽車使用的地圖,與我們?nèi)粘=佑|的高德地圖、百度地圖等公司的地圖有什么不同?高德和百度做的是人類的地圖,而高精地圖公司做的是機(jī)器人使用的地圖。

  這兩種地圖都是幫助用戶基于地理位置做決定的工具,但它們的終端用戶差別很大。也正是由于終端用戶的不同,其類型與信息量就千差萬(wàn)別。

  人與機(jī)器使用的地圖:到底有什么實(shí)質(zhì)不同?

  我們先回答一個(gè)問(wèn)題:什么是人類使用的地圖?

  智能手機(jī)中地圖 APP 已經(jīng)可以囊括一切。打開(kāi)地圖應(yīng)用,藍(lán)色的點(diǎn)會(huì)告訴你身在何方。而設(shè)定好目的地后,你的路線就會(huì)浮現(xiàn)在屏幕上。

  手機(jī)上的地圖確實(shí)非常好用,只需要一個(gè)簡(jiǎn)單的 GPS 芯片,手機(jī)就能在地圖上定到你的位置,誤差只在幾米之間。

  除此之外,它還有追蹤通勤習(xí)慣,推薦行車路線,提供打折信息等數(shù)百萬(wàn)種應(yīng)用場(chǎng)景。

  這些地圖上有用的語(yǔ)義學(xué)數(shù)據(jù)包括興趣點(diǎn)(POIs)、街名和地址等。

  在車上,地圖則會(huì)給出路徑指示,比如告訴你「在某某大街右轉(zhuǎn)」。

  像谷歌地圖這樣成熟的產(chǎn)品甚至還會(huì)包含更加細(xì)化的信息,比如車道數(shù)量,這也是你會(huì)在開(kāi)車時(shí)聽(tīng)到「保持左側(cè)兩車道行駛」之類提示的原因。

  人類使用的地圖是非常好的資源,但想把它編進(jìn)代碼卻并不容易。畢竟它是人類數(shù)百萬(wàn)年進(jìn)化的產(chǎn)物,是人類大腦對(duì)周邊無(wú)數(shù)信息進(jìn)行消化吸收的結(jié)晶。

  簡(jiǎn)言之,人類的常識(shí)比計(jì)算機(jī)的模式匹配能力要強(qiáng)大多了。

  常識(shí)的力量強(qiáng)大了,人類的地圖就無(wú)需那么精確,即使 GPS 無(wú)法識(shí)別其中不同,一個(gè)藍(lán)色的小點(diǎn)也能保證你在駕駛時(shí)不會(huì)駛向轉(zhuǎn)盤(pán)上的花壇。

  在隧道里或高層建筑間,GPS 信號(hào)可能會(huì)偶爾消失,但你還是能靠著常識(shí)繼續(xù)駕駛,直到藍(lán)色小點(diǎn)重新出現(xiàn)。

  即使沒(méi)有常識(shí),機(jī)器的地圖,加上超強(qiáng)算力也能輸出正確決策。機(jī)器人的地圖里「信息」更多,它能為計(jì)算機(jī)提供更多補(bǔ)充資源。

  與人腦一樣,自動(dòng)駕駛汽車搭載的超級(jí)計(jì)算機(jī)也能在駕駛時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)決策,不過(guò)由于缺乏常識(shí),它理解起周邊環(huán)境來(lái)要困難不少。

  因此,機(jī)器的地圖必須非常精確,其精度甚至要達(dá)到 10 厘米級(jí)別。

  除了更加精準(zhǔn),它提供的信息還要非常直觀,指令更是能多細(xì)就多細(xì)。

  比如:

  1.車輛當(dāng)前處在哪個(gè)車道,該車道需要注意哪些交通標(biāo)識(shí)和信號(hào)燈。

  2.車輛與道路的高度也非常重要,這是自動(dòng)駕駛汽車在城市高架行駛時(shí)的必備數(shù)據(jù)(車輛要知道自己是不是在高架橋上)。

  3.機(jī)器的地圖還必須永遠(yuǎn)在線,并在 GPS 信號(hào)不穩(wěn)定甚至徹底消失時(shí)持續(xù)為車輛提供精確信息。

  說(shuō)到這里,什么是機(jī)器地圖,大家就很清楚了。

  與人類不同,機(jī)器不需要精美的界面,也無(wú)需夜間模式和精挑細(xì)選的字體。

  簡(jiǎn)言之,機(jī)器地圖就是一個(gè)信息倉(cāng)庫(kù),足夠機(jī)器導(dǎo)航使用。

  3D 點(diǎn)云圖

  關(guān)注自動(dòng)駕駛汽車的人,對(duì) 3D 點(diǎn)云圖并不陌生。

  點(diǎn)云屬于空間數(shù)據(jù),本質(zhì)上來(lái)說(shuō)是 3D 高程點(diǎn)的集合。

  一個(gè)精準(zhǔn)的實(shí)時(shí) 3D 點(diǎn)云地圖是自動(dòng)駕駛汽車執(zhí)行多種基本任務(wù)的必要條件:

  首先,它讓車輛能找到自己的位置。

  任何使用激光雷達(dá)的自動(dòng)駕駛汽車都會(huì)實(shí)時(shí)生成點(diǎn)云圖,將點(diǎn)云圖疊加到現(xiàn)有地圖上后,車輛就能找到自己的精確位置(即使當(dāng)時(shí) GPS 不可靠)。

  激光雷達(dá)會(huì)實(shí)時(shí)工作,幫助車輛進(jìn)行物體探測(cè)和躲避,而一個(gè)精確的點(diǎn)云圖可充當(dāng)環(huán)境的基線視圖。

  點(diǎn)云信息越豐富,車載計(jì)算機(jī)就越輕松,它也能分出更多算力專注于移動(dòng)物體。

  簡(jiǎn)單的語(yǔ)義信息:每條車道的行車路線

  點(diǎn)云圖上要疊加一層語(yǔ)義信息,它能告訴自動(dòng)駕駛汽車應(yīng)該遵守什么樣的規(guī)則。

  除此之外,語(yǔ)義信息還能為車輛 AI 提供周邊環(huán)境情況并充當(dāng)這個(gè)世界的藍(lán)圖。

  總得來(lái)說(shuō),語(yǔ)義信息的層次越多,車載計(jì)算機(jī)導(dǎo)起航來(lái)就越輕松,畢竟前路上會(huì)出現(xiàn)越來(lái)越多規(guī)劃好的環(huán)境。

  這些語(yǔ)義信息包括:

  1. 車道標(biāo)線

  2. 行駛方向

  3. 交通信號(hào)燈與標(biāo)識(shí)

  4. 人行橫道

  5. 馬路牙子標(biāo)記與泊車規(guī)則

  6.「高可信路徑」(最容易行駛的道路)

  7. 建筑工地和任何臨時(shí)規(guī)則

  如果能將這一層層信息都融合進(jìn)去,我們就能得到一套強(qiáng)大的點(diǎn)云圖。

  當(dāng)然,到底哪些語(yǔ)義信息對(duì)自動(dòng)駕駛行業(yè)最有用,現(xiàn)在依然充滿變數(shù),但未來(lái)幾年這些語(yǔ)義信息肯定還會(huì)受到持續(xù)關(guān)注。

  同時(shí),這也意味著,圖商得抓緊在自己的地圖中添加語(yǔ)義信息層。

(轉(zhuǎn)載)

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