智能汽車測控技術(shù) 課件 第6章 高精度地圖

智能汽車測控技術(shù)第6章高精度地圖【導(dǎo)入案例】地圖是現(xiàn)實(shí)世界的表現(xiàn)或抽象，是以視覺、數(shù)字或觸覺方式表現(xiàn)地理信息的工具。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，地圖以電子地圖形式存在，內(nèi)置于手機(jī)或車載電腦中，為駕駛員提供離線或在線的出行導(dǎo)航。然而，傳統(tǒng)導(dǎo)航地圖的精度、涵蓋內(nèi)容、更新頻率等不能滿足自動駕駛的應(yīng)用需求，因而衍生出新形式——高精度地圖。圖6-1四維—新城市高速路口高精度地圖基本形態(tài)高精度地圖有什么作用？都有哪些？通過對本章的學(xué)習(xí)，讀者可以得到答案。1.高精度地圖定義高精度地圖是指絕對精度和相對精度均在分米級或厘米級的高精度、高新鮮度、高豐富度的導(dǎo)航地圖，也稱為高分辨率地圖或高度自動駕駛地圖。高精地圖所蘊(yùn)含的信息豐富，含有道路類型、曲率、車道線位置等道路信息，以及路邊基礎(chǔ)設(shè)施、障礙物、交通標(biāo)志等環(huán)境對象信息，同時包括交通流量、紅綠燈等實(shí)時動態(tài)信息。第6章高精度地圖1.高精地圖概述2.高精度地圖構(gòu)成不同地圖信息的應(yīng)用場景和對實(shí)時性的要求不同，通過對信息進(jìn)行分級處理，能有效提高地圖的管理、采集效率及廣泛應(yīng)用。高精地圖的四個基本層級第6章高精度地圖1.高精地圖概述第6章高精度地圖1.高精地圖概述2.高精度地圖構(gòu)成靜態(tài)高精地圖：包含道路網(wǎng)、車道網(wǎng)及道路設(shè)施的幾何、屬性信息。車道線、車道中心線以及曲率、坡度、航向等信息構(gòu)成了道路和車道模型，幫助智能汽車進(jìn)行精確的行駛決策與控制執(zhí)行，包括路徑選擇、轉(zhuǎn)向、驅(qū)動、剎車（制動）等。準(zhǔn)靜態(tài)高精地圖：包含交通標(biāo)志牌、路面標(biāo)志等道路部件信息，可以用于智能汽車輔助定位。同時，道路受到外界因素（如道路標(biāo)線磨損及重漆、交通標(biāo)志牌移位或變形等）的影響也體現(xiàn)在準(zhǔn)靜態(tài)高精地圖中。第6章高精度地圖1.高精地圖概述2.高精度地圖構(gòu)成準(zhǔn)動態(tài)高精地圖：包含道路擁堵、施工、交通管制、天氣等信息，可以用于智能汽車的行駛路徑規(guī)劃（全局路徑規(guī)劃和局部路徑規(guī)劃），提升自動駕駛運(yùn)行安全與效率。動態(tài)高精地圖：包含周邊車輛、行人、信號燈等實(shí)時性較高信息，可以用于智能汽車的局部路徑規(guī)劃與決策輔助，提升自動駕駛的安全冗余。第6章高精度地圖1.高精地圖概述2.高精度地圖構(gòu)成地圖信息分層：中國智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟（CIACV）-自動駕駛地圖與定位工作組針對中國交通環(huán)境特點(diǎn)提出的三級七層架構(gòu)第6章高精度地圖1.高精地圖概述3.普通地圖與高精地圖區(qū)別與普通導(dǎo)航地圖相比，高精地圖的精度更高體現(xiàn)在地圖精度精確到厘米級，數(shù)據(jù)維度更廣體現(xiàn)在地圖數(shù)據(jù)除道路信息之外還包括與交通相關(guān)的周圍靜態(tài)信息。普通導(dǎo)航地圖示例高精地圖示例第6章高精度地圖1.高精地圖概述精度：普通導(dǎo)航地圖精度一般達(dá)到米級，高精地圖精度達(dá)到厘米級。使用對象：普通導(dǎo)航地圖面向人類駕駛員，高精地圖面向機(jī)器。時效性：對于靜態(tài)數(shù)據(jù)，普通導(dǎo)航地圖更新要求一般在月度或季度級別，高精地圖一般要求周級或天級更新。對于動態(tài)數(shù)據(jù)，普通導(dǎo)航地圖不做要求，高精地圖要求車道級路況或交通事件等信息實(shí)時更新。數(shù)據(jù)維度：普通導(dǎo)航地圖只記錄道路級別的數(shù)據(jù)，高精地圖在普通導(dǎo)航地圖基礎(chǔ)上不僅增加了車道及車道線類型、寬度等屬性，更有諸如護(hù)欄、路沿、交通標(biāo)志牌、信號燈和路燈等詳細(xì)信息。3.普通地圖與高精地圖區(qū)別第6章高精度地圖2.高精地圖技術(shù)環(huán)境監(jiān)控主體分級名稱定義系統(tǒng)作用域數(shù)據(jù)內(nèi)容地圖精度/m采集方式地圖形態(tài)地圖目的人類L0無自動化完全人類駕駛無傳統(tǒng)地圖10GNSS（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)）軌跡+IMU（慣性導(dǎo)航單元）靜態(tài)地圖道路導(dǎo)航L1駕駛輔助單一功能輔助，如ACC（自適應(yīng)巡航控制）限定傳統(tǒng)地圖10L2部分自動化組合功能輔助，如LKA（車道保持輔助）限定傳統(tǒng)地圖+ADAS數(shù)據(jù)1～5主動安全系統(tǒng)L3有條件自動化特定環(huán)境實(shí)現(xiàn)自動駕駛，需駕駛員介入限定靜態(tài)高精地圖0.2～0.5高精度POS+圖像提取靜態(tài)地圖+動態(tài)交通信息自動駕駛L4高度自動化特定環(huán)境實(shí)現(xiàn)自動駕駛，無須駕駛員介入限定動態(tài)高精地圖0.05～0.2高精度POS+激光點(diǎn)云靜態(tài)地圖+動態(tài)交通和事件信息L5完全自動化完全自動控制車輛任意智能高精地圖0.05～0.2多源數(shù)據(jù)融合（專業(yè)采集+眾包）靜態(tài)地圖+動態(tài)交通和事件信息+分析數(shù)據(jù)1.自動駕駛對地圖需求第6章高精度地圖2.高精地圖技術(shù)2.高精地圖交通要素按幾何類型劃分：根據(jù)高精地圖數(shù)據(jù)的幾何類型，可將高精地圖交通要素劃分為點(diǎn)狀要素、線狀要素、面狀要素和無實(shí)體要素。按邏輯結(jié)構(gòu)劃分：高精地圖數(shù)據(jù)通過其邏輯結(jié)構(gòu)反映道路環(huán)境，常見的邏輯結(jié)構(gòu)多將高精地圖分為“道路、車道、路面標(biāo)線、道路附屬物”4層。第6章高精度地圖2.高精地圖技術(shù)3.高精地圖交通要素分類分級情況要素類別要素內(nèi)容圖層屬性道路級路網(wǎng)（RoadNetwork）道路基準(zhǔn)線、道路基準(zhǔn)線屬性、道路基準(zhǔn)線連接點(diǎn)、路口、道路形狀點(diǎn)描述幾何形態(tài)、表達(dá)與道路設(shè)施間的關(guān)系、建立關(guān)聯(lián)關(guān)系、描述線狀要素間的拓?fù)溥B接關(guān)系等車道級路網(wǎng)（LaneNetwork）車道、車道屬性、車道連接點(diǎn)、路口車道連接關(guān)系記錄相關(guān)屬性、描述拓?fù)溥B接關(guān)系、描述道路匹配關(guān)系等路面標(biāo)線路面縱向標(biāo)線、路面縱向標(biāo)線屬性、路面橫向標(biāo)線、停車場、停車位、面狀標(biāo)識記錄要素類型、相關(guān)屬性、要素等道路附屬物道路附屬物、道路附屬物目標(biāo)、道路附屬物子目標(biāo)記錄相關(guān)屬性第6章高精度地圖2.高精地圖技術(shù)4.高精地圖交通要素對象分類第6章高精度地圖2.高精地圖技術(shù)5.基于車輛行為的高精度地圖交通要素（部分）車輛可能出現(xiàn)的行為涉及到的交通要素或信息總結(jié)直行當(dāng)前道路、當(dāng)前車道、道路限速、道路邊界、車道邊界、路邊標(biāo)牌、路燈、攝像頭道路基準(zhǔn)線、車道線、車道邊線、道路邊界、信號牌、加速當(dāng)前道路、當(dāng)前車道、道路限速、道路邊界、車道邊界、路邊標(biāo)牌、路燈、攝像頭、其它車輛道路基準(zhǔn)線、車道線、車道邊線、道路邊界、信號牌、車輛減速當(dāng)前道路、當(dāng)前車道、道路限速、道路邊界、車道邊界、路邊標(biāo)牌、路燈、攝像頭、其它車輛道路基準(zhǔn)線、車道線、車道邊線、道路邊界、信號牌、車輛第6章高精度地圖2.高精地圖技術(shù)6.高精地圖的關(guān)鍵技術(shù)特征幾何高精度：在高精地圖中，不同數(shù)據(jù)內(nèi)容表達(dá)的精度是不同的。真實(shí)情況其實(shí)比下圖更復(fù)雜，不同場景下精度要求也不同。第6章高精度地圖2.高精地圖技術(shù)6.高精地圖的關(guān)鍵技術(shù)特征豐富的屬性信息和語義信息：高精地圖必須包含道路網(wǎng)絡(luò)以及周圍環(huán)境的豐富屬性信息和語義信息，以支持車輛感知、定位、規(guī)劃與控制。高精地圖道路網(wǎng)絡(luò)第6章高精度地圖2.高精地圖技術(shù)6.高精地圖的關(guān)鍵技術(shù)特征實(shí)時性：高精地圖為了應(yīng)對車輛行駛過程中各類突發(fā)狀況，保證自動駕駛的安全，需要更多的瞬時動態(tài)數(shù)據(jù)以及高度動態(tài)數(shù)據(jù)，更新頻率需要提升至分級甚至秒級。所以高精地圖數(shù)據(jù)必須及時更新，確保高度的實(shí)時性。第6章高精度地圖2.高精地圖技術(shù)7.高精地圖的作用靜態(tài)地物的語義識別：高精地圖中對靜態(tài)地物的豐富標(biāo)識可彌補(bǔ)視覺傳感器探測效果不佳的情況，尤其是高速公路匝道出入口限速信息識別。視覺傳感器在天氣良好情況下，擁有理想的視距，可以檢測到限速標(biāo)志，但是限速標(biāo)志的效用路段這種語義級信息難以標(biāo)定，而高精度地圖數(shù)據(jù)庫中一般詳細(xì)記錄了限速標(biāo)志類的效用路段以及有效方向，提升駕駛行為的可靠性。第6章高精度地圖2.高精地圖技術(shù)7.高精地圖的作用感知算法的效率提升：地圖數(shù)據(jù)庫中大量道路相關(guān)的先驗信息，如各類交通設(shè)施、車道線、坡度、曲率、航向、限高、限寬等，有助于固有地物的過濾，減少算法對冗余信息的消耗，這將大幅減少感知融合的復(fù)雜度，讓有限的計算資源集中在可能影響當(dāng)下駕駛行為的動態(tài)物體判斷上，使得車輛控制端獲得更為實(shí)時的數(shù)據(jù)輸入。第6章高精度地圖2.高精地圖技術(shù)7.高精地圖的作用環(huán)境冗余信息的提供：對于自動駕駛系統(tǒng)而言，車輛的操縱、轉(zhuǎn)向和制動等動態(tài)駕駛?cè)蝿?wù)完全由機(jī)器執(zhí)行，要求駕駛員沒有任何控制，系統(tǒng)仍可以按照正確的路徑和交通規(guī)則在約定的方向上行駛，安全性提升至前所未有的高度，因此冗余方案必不可少。地圖數(shù)據(jù)可在不占用計算資源的情況下，高度還原外部交通環(huán)境，為感知融合算法提供“冗余”信息輸入，進(jìn)一步增加感知的準(zhǔn)確性和安全性。第6章高精度地圖2.高精地圖技術(shù)8.高精地圖的作用實(shí)例自動變換車道功能：根據(jù)高精地圖的支持，在車道數(shù)變少前車輛可以提前減速，根據(jù)車道級路徑規(guī)劃自動變道，避免急速變道所帶來的安全隱患。高精地圖與自動變道功能第6章高精度地圖3.高精地圖的制作與更新1.高精地圖的制作流程（以百度地圖為例）第6章高精度地圖3.高精地圖的制作與更新1.高精地圖的制作流程（以百度地圖為例）原始數(shù)據(jù)采集：包括采集任務(wù)的下達(dá)、任務(wù)的分配與數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、外業(yè)采集設(shè)備的準(zhǔn)備、數(shù)據(jù)采集和整理、數(shù)據(jù)的檢查及最終的數(shù)據(jù)存盤等一系列流程。第6章高精度地圖3.高精地圖的制作與更新1.高精地圖的制作流程（以百度地圖為例）右上圖是百度Appolo高精地圖采集車，其中用于地圖采集的傳感器設(shè)備如右下圖所示，從左至右分別為激光雷達(dá)和攝像頭、GPS定位系統(tǒng)、IMU慣性導(dǎo)航系統(tǒng)。第6章高精度地圖3.高精地圖的制作與更新2.數(shù)據(jù)采集流程（以百度地圖為例）1）硬件設(shè)備以及軟件準(zhǔn)備階段，采集技術(shù)人員需要將激光雷達(dá)、攝像頭等硬件設(shè)備裝配到采集車上，再通過軟件工具查看硬件設(shè)備是否工作正常、基站信號是否接入等。此外，外業(yè)采集用到的基站也要架設(shè)在具有一定高度、視野開闊、遮擋物少的地方，如高樓頂部。2）規(guī)劃好采集路徑后，數(shù)據(jù)采集流程包括GNSS數(shù)據(jù)的對準(zhǔn)、IMU數(shù)據(jù)的采集、激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)采集以及圖像數(shù)據(jù)的采集。其中，GNSS的對準(zhǔn)是為了矯正定位，保證整個采集過程中GNSS數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠。第6章高精度地圖3.高精地圖的制作與更新2.數(shù)據(jù)采集流程（以百度地圖為例）3）圖像數(shù)據(jù)采集，需要提前根據(jù)相機(jī)內(nèi)參、外參和拍攝角度，進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定。在激光點(diǎn)云采集過程中，通過安裝在汽車頂部的多線激光雷達(dá)對汽車周圍環(huán)境進(jìn)行周期性掃描，獲取激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)。同樣，激光雷達(dá)也需要根據(jù)線數(shù)、轉(zhuǎn)速、掃描位姿，進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定。最后通過GNSS與IMU融合獲取精確位置信息，并進(jìn)行定位信息解算完成位置數(shù)據(jù)采集。4）數(shù)據(jù)采集完成之后，需要將采集好的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，并對激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)、GNSS授時等數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，如果數(shù)據(jù)不正常，還需要退回到數(shù)據(jù)采集階段，進(jìn)行重新采集。第6章高精度地圖3.高精地圖的制作與更新3.地圖制作1）特征識別：分為圖像識別處理和激光點(diǎn)云識別，通過策略或語義分割等方式，提取包括車道線、標(biāo)志牌、桿、地面、護(hù)欄、路沿等基本道路關(guān)鍵目標(biāo)特征。2）特征去重：針對多幀圖像識別后的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，提取單趟采集的道路特征數(shù)據(jù)。3）點(diǎn)云拼接：將單趟采集的激光點(diǎn)云幀進(jìn)行坐標(biāo)統(tǒng)一和拼接。4）點(diǎn)云融合：對多趟采集的激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，用于數(shù)據(jù)補(bǔ)全、更新、合并場景，并產(chǎn)出激光點(diǎn)云地圖。5）特征融合：將多源特征數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，包含匹配、合并、過濾、調(diào)整等操作。6）建模：根據(jù)識別后的特征數(shù)據(jù)，整合、構(gòu)建矢量的語義化路網(wǎng)數(shù)據(jù)，以供編譯和發(fā)布使用。第6章高精度地圖3.高精地圖的制作與更新4.編譯與發(fā)布高精地圖制作完成后，交給編譯與發(fā)布團(tuán)隊進(jìn)行后期處理，包括地圖更新、地圖應(yīng)用服務(wù)以及地圖回傳等工作，這些工作有利于提高地圖的精度和改善服務(wù)質(zhì)量。編譯與發(fā)布流程第6章高精度地圖3.高精地圖的制作與更新5.高精地圖的更新眾包更新技術(shù)原理分析：眾包更新模式中，數(shù)據(jù)的使用者同時也是數(shù)據(jù)的提供者。搭載傳感器的智能汽車在道路上行駛，將環(huán)境感知結(jié)果形成的矢量數(shù)據(jù)與高精地圖進(jìn)行對比，得出車輛在高精地圖中的精確位置。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)實(shí)時感知結(jié)果和地圖不匹配時，將變化的信息上報給云平臺。圖商綜合多個車輛傳回云端的信息按一定規(guī)則進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，形成地圖更新信息，下發(fā)到各個車輛，完成地圖更新的完整閉環(huán)。第6章高精度地圖3.高精地圖的制作與更新5.高精地圖的更新高精地圖更新與分發(fā)閉環(huán)架構(gòu)第6章高精度地圖3.高精地圖的制作與更新5.高精地圖的更新高精地圖眾包更新系統(tǒng)主要分為“端”、“管”、“云”三個部分。1）“端”是指智能感知終端，即傳感器、本地計算能力以及高精度定位。2）“管”是指數(shù)據(jù)傳輸和信息安全。3）“云”是指高精地圖云平臺，在云端進(jìn)行大數(shù)據(jù)處理、地圖的生成和構(gòu)建、數(shù)據(jù)分發(fā)等。第6章高精度地圖3.高精地圖的制作與更新5.高精地圖的更新眾包更新技術(shù)路徑選擇：眾包更新分為以激光為主和以視覺為主兩種路徑，如下圖所示。眾包更新兩種主流技術(shù)路徑第6章高精度地圖3.高精地圖的制作與更新以激光為主的路徑：主要依靠與整車廠合作的“前裝眾包”，通過車廠出售的量產(chǎn)車采集數(shù)據(jù)，特點(diǎn)是精度高、成本高、數(shù)量少，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)云或者一些照片，輸出成果有三維模型、車道模型和地面相關(guān)要素。以視覺為主的路徑：一是與整車廠合作前裝專業(yè)攝像頭，二是與第三方合作后裝智能后視鏡、行車記錄儀等，特點(diǎn)是精度低、成本低、數(shù)量多，眾包數(shù)據(jù)源是照片、視頻、軌跡數(shù)據(jù)等，輸出成果是高精度的拓?fù)潢P(guān)系以及各種道路交通標(biāo)識牌。目前我國的眾包更新大多是基于視覺技術(shù)，該路徑硬件成本低，更容易進(jìn)行規(guī)模化部署。5.高精地圖的更新第6章高精度地圖3.高精地圖的應(yīng)用1.高精地圖在自動駕駛中的應(yīng)用第6章高精度地圖4.高精地圖的應(yīng)用2.高精地圖輔助環(huán)境感知1）高精地圖輔助汽車超視距感知：當(dāng)車輛道路環(huán)境被其他物體遮擋，或者超出了汽車電子設(shè)備的感知范圍時，高精地圖能夠輔助車輛對于行進(jìn)方向環(huán)境進(jìn)行感知。2）高精地圖輔助車輛感知周邊環(huán)境：高精地圖能夠輔助感知的對象類型有車道標(biāo)線、文字、符號以及路邊的標(biāo)識標(biāo)牌等信息。車輛可以根據(jù)當(dāng)前位置在高精地圖中快速檢索出周圍的環(huán)境，形成已知的基礎(chǔ)固定環(huán)境，同時通過與車輛中各類傳感器的實(shí)際探測進(jìn)行比對，最終得到較為準(zhǔn)確的固定環(huán)境感知。第6章高精度地圖4.高精地圖的應(yīng)用2.高精地圖輔助環(huán)境感知就感知信息而言，高精地圖除了包含高精度的靜態(tài)信息，還包含一定量動態(tài)交通信息，通過對這兩類信息進(jìn)行融合，可以形成一個預(yù)知的駕駛環(huán)境，供車輛進(jìn)行環(huán)境認(rèn)知和理解。輔助環(huán)境感知第6章高精度地圖4.高精地圖的應(yīng)用3.高精地圖在V2X的應(yīng)用在車路協(xié)同環(huán)境中，V2X系統(tǒng)與高精地圖分工合作，通過與路側(cè)單元（RoadSideUnit，RSU）進(jìn)行通訊，車輛能夠直接獲取道路基礎(chǔ)環(huán)境信息及其變化情況，并將變化情況上報至高精地圖云中心。具體步驟為：1）RSU與車輛進(jìn)行實(shí)時通訊；2）車輛從RSU獲取道路環(huán)境信息；3）車輛上報傳感器識別變化的信息；4）RSU經(jīng)過初步處理后將數(shù)據(jù)發(fā)送到高精地圖云中心；5）云中心綜合多方證據(jù)信息進(jìn)行處理，確認(rèn)道路環(huán)境變化并更新高精度地圖，同時將更新后的地圖發(fā)送給RSU，下發(fā)至其他車輛，實(shí)現(xiàn)高精度地圖的實(shí)時更新。第6章高精度地圖4.高精地圖的應(yīng)用4.高精地圖匹配定位地圖匹配定位技術(shù)是指將智能汽車行駛軌跡的經(jīng)緯度采樣序列與高精度地圖路網(wǎng)匹配的過程。地圖匹配定位技術(shù)將汽車定位信息與高精度地圖提供的道路位置信息進(jìn)行比較，并采用適當(dāng)?shù)乃惴ù_定汽車當(dāng)前的行駛路段以及在路段中的準(zhǔn)確位置，校正定位誤差，為智能汽車實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃提供可靠依據(jù)。地圖匹配定位效果示意圖第6章高精度地圖4.高精地圖的應(yīng)用5.高精地圖輔助路徑規(guī)劃高精地圖將智能汽車的路徑規(guī)劃導(dǎo)航能力提高到了車道級，可以進(jìn)行基于車線級別的路徑規(guī)劃。例如高精地圖可以確定車道的中心線，保證汽車盡可能地靠近車道中心行駛。在人行橫道、低速限制或減速帶等區(qū)域，高精地圖可使汽車提前減速。第6章高精度地圖4.高精地圖的應(yīng)用高精地圖輔助車輛進(jìn)行車道級動態(tài)路徑規(guī)劃的具體步驟如下：1）車輛在擁有高精度定位功能前提下，在無外部環(huán)境干擾的情況下可以根據(jù)高精地圖的車道參考線規(guī)劃出一條靜態(tài)路徑，指引車輛到達(dá)目的地。2）由于現(xiàn)實(shí)中道路環(huán)境存在各種干擾情況，包括其它車輛、行人等，因此車輛需要融合其它傳感器和高精度地圖進(jìn)行感知決策，以決定行進(jìn)中是否需要換道，并觸發(fā)新的路徑規(guī)劃。3）高精地圖提供有車道中心線，以及車道中心線連通關(guān)系，自動駕駛車輛可以在這個數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上結(jié)合當(dāng)前位置及前進(jìn)方向進(jìn)行有限范圍（如10公里范圍內(nèi)）準(zhǔn)實(shí)時的車道級路徑規(guī)劃，規(guī)劃結(jié)果用于車輛輔助決策單元生成控制指令。5.高精地圖輔助路徑規(guī)劃第6章高精度地圖5.高精地圖案例1.高速公路駕駛輔助系統(tǒng)1）案例介紹2019年10月17日，廣汽新能源AionLX上市銷售，并在其頂配車型中實(shí)現(xiàn)了高速公路駕駛輔助功能（HWAHF，HighwayAssistHandsFree），該車搭載了百度Apollo高精地圖，使得AionLX更安全、更可靠、更智能。第6章高精度地圖5.高精地圖案例1.高速公路駕駛輔助系統(tǒng)2）對高精地圖的需求AionLX高速公路駕駛輔助功能只能在設(shè)計運(yùn)行區(qū)域內(nèi)開啟（如高速公路和封閉的城市快速路），在駕駛員實(shí)時監(jiān)控前方路況的情況下，允許駕駛員雙手脫離方向盤，車輛根據(jù)車身傳感器信息監(jiān)測車輛前后方及相鄰車道的行駛環(huán)境，自動調(diào)節(jié)與前方車輛的距離，并將車輛保持在車道中間，在駕駛員主動打轉(zhuǎn)向燈撥桿時，車輛判斷滿足換道條件后可支持自動換道進(jìn)入相鄰目標(biāo)車道，AionLX高速公路駕駛輔助功能開啟階段需要駕駛員全程監(jiān)控和負(fù)責(zé)。第6章高精度地圖5.高精地圖案例1.高速公路駕駛輔助系統(tǒng)2）對高精地圖的需求AionLX的感知系統(tǒng)擁有全方位的感知硬件，包括前雷達(dá)、角雷達(dá)、前向攝像頭等設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)360度感知。前雷達(dá)負(fù)責(zé)車輛正前方向的物體檢測。角雷達(dá)負(fù)責(zé)車輛側(cè)方區(qū)域的物體檢測。前向攝像頭主要負(fù)責(zé)檢測和識別車輛前方的目標(biāo)，包括車道線、行人、信號燈、路牌等。第6章高精度地圖5.高精地圖案例1.高速公路駕駛輔助系統(tǒng)AionLX高速公路駕駛輔助系統(tǒng)對高精地圖的需求和用途，主要包括如下幾個方面：1）實(shí)現(xiàn)高精度定位能力?；诔杀镜目紤]，車輛使用的GNSS定位設(shè)備精度往往不高，誤差通常在1米以上，尤其是在“城市峽谷”及隧道場景下性能折損嚴(yán)重甚至出現(xiàn)定位錯誤，定位的精度和穩(wěn)定性遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足自動駕駛系統(tǒng)的需求。高精地圖通過提供高精度定位需要的特征圖層，與視覺、毫米波雷達(dá)、IMU等多傳感器進(jìn)行融合，能夠幫助車輛實(shí)現(xiàn)車道級和車道內(nèi)定位，提供了一個成本低、可靠性高、魯棒性好的方案。第6章高精度地圖5.高精地圖案例1.高速公路駕駛輔助系統(tǒng)2）中近距離下提升車輛的感知效率、優(yōu)化規(guī)劃控制、增強(qiáng)安全性。高精地圖還可用于增強(qiáng)自動駕駛系統(tǒng)的安全性，在車身感知傳感器意外致盲時協(xié)助車輛安全停車，保障自動駕駛車輛在極端環(huán)境下的安全。3）長距離下輔助優(yōu)化導(dǎo)航路徑。高精地圖不僅提供了靜態(tài)數(shù)據(jù)，還通過接入來自于V2X、眾包車輛等數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)，提供紅綠燈狀態(tài)、車道級擁堵等動態(tài)數(shù)據(jù)，從而幫助自動駕駛系統(tǒng)對導(dǎo)航路徑規(guī)劃進(jìn)行優(yōu)化。第6章高精度地圖5.高精地圖案例1.高速公路駕駛輔助系統(tǒng)為此，廣汽新能源提出了高精地圖的要素需求和精度需求，要素應(yīng)覆蓋車道級要素和定位要素，如車道線、限速牌等，且相對精度應(yīng)優(yōu)于20厘米。同時為提高系統(tǒng)的易用性和擴(kuò)展性，廣汽新能源提出高精地圖能夠支持ADAS接口協(xié)議（ADASInterfaceSpecifications，ADASIS）規(guī)范，提供電子視野線（ElectronicHorizonProvider，EHP）系統(tǒng)。EHP系統(tǒng)是指依據(jù)汽車當(dāng)前位置，提供出前方的地圖數(shù)據(jù)。電子視野線第6章高精度地圖5.高精地圖案例1.高速公路駕駛輔助系統(tǒng)根據(jù)用戶需求，百度設(shè)計了EHP系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠根據(jù)高精地圖和車輛的位置，實(shí)時構(gòu)建車輛前方電子視野線，并將道路幾何、車道幾何、曲率、坡度、道路等級等信息，以信號的形式提供給車輛決策規(guī)劃單元，為決策規(guī)劃選擇合適的駕駛模式和駕駛速度提供數(shù)據(jù)支持。第6章高精度地圖5.高精地圖案例1.高速公路駕駛輔助系統(tǒng)百度通過自研高精地圖采集車輛，以自動化的算法、嚴(yán)格的作業(yè)流程、高效的質(zhì)檢、嚴(yán)格的作業(yè)管理，來保證數(shù)據(jù)的精度和可靠性。同時百度利用自有Apollo仿真平臺，不間斷的對高精地圖進(jìn)行上車測試。高精地圖自動化生產(chǎn)流程第6章高精度地圖5.高精地圖案例1.高速公路駕駛輔助系統(tǒng)曲率數(shù)據(jù)對高速公路輔助駕駛意義重大，利用曲率信息，車輛可以預(yù)先判斷前方道路的彎曲程度，并進(jìn)行預(yù)先的速度控制或更高級的自適應(yīng)巡航等。百度基于豐富的行業(yè)經(jīng)驗，設(shè)計了曲率分級方案，即曲率值保留到小數(shù)點(diǎn)后5位。另外，百度還設(shè)計了坡度分級方案，即坡度按照0.2°進(jìn)行分級，相對于行駛方向的上坡與下坡，定義上坡為正值，下坡為負(fù)值。曲率數(shù)據(jù)增強(qiáng)車輛轉(zhuǎn)彎的安全性坡度數(shù)據(jù)增強(qiáng)下坡上坡路段的安全性第6章高精度地圖5.高精地圖案例1）案例介紹以V2X技術(shù)為基礎(chǔ)的汽車網(wǎng)聯(lián)化與道路智能化是實(shí)現(xiàn)自動駕駛的重要基礎(chǔ)，通過建立車與車、人、路、云端等之間的實(shí)時有效信息交互和協(xié)同運(yùn)作，可向智能提供全局交通視角，有效擴(kuò)充車輛感知能力，為自動駕駛感知系統(tǒng)提供路側(cè)感知能力冗余，解決盲區(qū)、超視距感知能力不足的缺陷。

當(dāng)前，V2X的技術(shù)主要應(yīng)用于輔助駕駛，服務(wù)于自動駕駛系統(tǒng)的V2X應(yīng)用較少，并且自動駕駛系統(tǒng)種類繁多，難以實(shí)現(xiàn)V2X數(shù)據(jù)與全部自動駕駛系統(tǒng)的對接，亟需一種方式實(shí)現(xiàn)V2X數(shù)據(jù)與自動駕駛系統(tǒng)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化交互。2.

V2X數(shù)據(jù)與高精地圖的融合第6章高精度地圖5.高精地圖案例高精地圖因其作為自動駕駛系統(tǒng)的“標(biāo)配”以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化程度較高等優(yōu)勢，具備成為兩者數(shù)據(jù)交互媒介的能力。針對于此，?？抵锹?lián)與四維圖新深度合作，通過V2X應(yīng)用與高精地圖結(jié)合，將路側(cè)數(shù)據(jù)以標(biāo)準(zhǔn)化接口方式接入高精地圖，形成實(shí)時更新動態(tài)層，以此作為V2X數(shù)據(jù)與自動駕駛系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化交互的“中間件”。2.

V2X數(shù)據(jù)與高精地圖的融合第6章高精度地圖5.高精地圖案例2）功能和實(shí)現(xiàn)方案總體技術(shù)方案V2X數(shù)據(jù)與高精地圖融合系統(tǒng)包含路側(cè)感知端、車輛端、道路云控平臺端，具體架構(gòu)如右圖所示。2.

V2X數(shù)據(jù)與高精地圖的融合第6章高精度地圖5.高精地圖案例路側(cè)感知端：通過建設(shè)智能相機(jī)、微波雷達(dá)、激光雷達(dá)以及邊緣計算單元等路側(cè)感知體系，對動態(tài)交通事件、車輛、行人的實(shí)時位置、信號燈實(shí)時狀態(tài)信息進(jìn)行檢測，形成動態(tài)交通事件和實(shí)時數(shù)據(jù)（包括車輛、行人的實(shí)時位置、信號燈實(shí)時狀態(tài)信息等）。路側(cè)感知端基于車路協(xié)同技術(shù)將道路目標(biāo)實(shí)時狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送至車端，通過4G/5G方式與高精地圖云平臺以及路側(cè)云控平臺數(shù)據(jù)交互。2.

V2X數(shù)據(jù)與高精地圖的融合第6章高精度地圖5.高精地圖案例路側(cè)云控平臺：匯總邊緣感知體系檢測到的各類數(shù)據(jù)，為城市交通管理、車輛安全監(jiān)管等深度挖掘應(yīng)用提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，同時與高精地圖云平臺實(shí)時交互，提供道路動態(tài)事件信息。高精地圖云平臺：實(shí)時接收路側(cè)云控平臺發(fā)送的道路交通事件數(shù)據(jù)后，對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，形成高精地圖準(zhǔn)動態(tài)數(shù)據(jù)層，然后通過數(shù)據(jù)融合引擎進(jìn)行道路事件數(shù)據(jù)與高精地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)融合，同時進(jìn)行數(shù)據(jù)的分發(fā)服務(wù)。車輛端：車輛通過智能車載單元（OnBoardUnit，OBU）接收到路側(cè)端交通事件及實(shí)時動態(tài)數(shù)據(jù)，基于車載高精地圖服務(wù)接口，將實(shí)時動態(tài)數(shù)據(jù)與高精地圖關(guān)聯(lián)融合，通過預(yù)處理實(shí)現(xiàn)高精地圖準(zhǔn)動態(tài)層與實(shí)時動態(tài)層數(shù)據(jù)秒級及毫秒級更新。2.

V2X數(shù)據(jù)與高精地圖的融合第6章高精度地圖5.高精地圖案例序號V2X場景場景說明與高精地圖數(shù)據(jù)流1交通信號燈場景紅綠燈數(shù)據(jù)疊加至高精地圖動態(tài)數(shù)據(jù)層，供智能汽車依據(jù)信號燈信息實(shí)現(xiàn)紅燈停、綠燈行等行駛控制。道路信息服務(wù)數(shù)據(jù)特征：信號燈數(shù)據(jù)更新頻率：1HZ；LTE-V通信時延：300米范圍內(nèi)延時低于100ms。

2斑馬線行人防碰撞場景通過路側(cè)感知設(shè)備檢測道路行人位置信息，并疊加至高精地圖動態(tài)數(shù)據(jù)層。智能汽車控制系統(tǒng)調(diào)取高精地圖動態(tài)層數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)在行人斑馬線前啟停決策。道路信息服務(wù)數(shù)據(jù)特征：位置信息更新頻率：1HZ；LTE-V通信時延：300米范圍內(nèi)延時低于100ms。