高精度地圖的特點(diǎn)

電子地圖分析與導(dǎo)航高精度地圖的特點(diǎn)《電子地圖分析與導(dǎo)航》課程組目錄CONTENTS高精度地圖的特點(diǎn)高精度地圖的作用0102高精度地圖的特點(diǎn)01與一般電子導(dǎo)航地圖相比，高精度地圖有以下幾個(gè)特點(diǎn)：01高精度地圖的特點(diǎn)（1）數(shù)據(jù)精度高（2）數(shù)據(jù)維度多（3）作用和功能強(qiáng)（4）面向機(jī)器（5）數(shù)據(jù)具有實(shí)時(shí)性（1）數(shù)據(jù)精度高一般電子地圖精度在米級別，商用GPS精度為5米。高精度地圖的精度在厘米級別（Google、Here等高精度地圖精度在10-20厘米級別）。01高精度地圖的特點(diǎn)（2）數(shù)據(jù)維度多傳統(tǒng)電子地圖數(shù)據(jù)只記錄道路級別的數(shù)據(jù)：道路形狀、坡度、曲率、鋪設(shè)、方向等。高精度地圖（精確度厘米級別）：不僅增加了車道屬性相關(guān)（車道線類型、車道寬度等）數(shù)據(jù)，更有諸如高架物體、防護(hù)欄、樹、道路邊緣類型、路邊地標(biāo)等大量目標(biāo)數(shù)據(jù)。高精度地圖能夠明確區(qū)分車道線類型、路邊地標(biāo)等細(xì)節(jié)。01高精度地圖的特點(diǎn)（3）作用和功能強(qiáng)傳統(tǒng)地圖起的是輔助駕駛的導(dǎo)航功能，本質(zhì)上與傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)化的紙質(zhì)地圖是類似的。而高精度地圖通過“高精度高動(dòng)態(tài)多維度”數(shù)據(jù)，起的是為自動(dòng)駕駛提供自變量和目標(biāo)函數(shù)的功能。高精地圖相比傳統(tǒng)地圖有更高的重要性。01高精度地圖的特點(diǎn)（4）面向機(jī)器普通的導(dǎo)航電子地圖是面向駕駛員，供駕駛員使用的地圖數(shù)據(jù)，而高精度地圖是面向機(jī)器的供自動(dòng)駕駛汽車使用的地圖數(shù)據(jù)。01高精度地圖的特點(diǎn)（5）數(shù)據(jù)具有實(shí)時(shí)性高精度地圖對數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性要求更高。根據(jù)博世在2007年提出的定義，無人駕駛時(shí)代所需的局部動(dòng)態(tài)地圖（LocalDynamicMap）根據(jù)更新頻率劃分可將所有數(shù)據(jù)劃分為四類：永久靜態(tài)數(shù)據(jù)（更新頻率約為1個(gè)月），半永久靜態(tài)數(shù)據(jù)（頻率為1小時(shí)），半動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)（頻率為1分鐘），動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)（頻率為1秒）。傳統(tǒng)導(dǎo)航地圖可能只需要前兩者，而高精地圖為了應(yīng)對各類突發(fā)狀況，保證自動(dòng)駕駛的安全實(shí)現(xiàn)需要更多的半動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)以及動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，這大大提升了對數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性的要求。01高精度地圖的特點(diǎn)高精度地圖的作用02作為無人駕駛的記憶系統(tǒng)，我們認(rèn)為未來的高精度地圖將具備三大功能。02高精度地圖的作用（1）地圖匹配（2）輔助環(huán)境感知（3）路徑規(guī)劃（1）地圖匹配由于存在各種定位誤差，電子地圖坐標(biāo)上的移動(dòng)車輛與周圍地物并不能保持正確的位置關(guān)系。利用高精度地圖匹配則可以將車輛位置精準(zhǔn)的定位在車道上，從而提高車輛定位的精度。02高精度地圖的作用（1）地圖匹配高精度地圖在地圖匹配上更多的依靠其先驗(yàn)信息。傳統(tǒng)地圖的匹配依賴于GPS定位，定位準(zhǔn)確性取決于GPS的精度、信號強(qiáng)弱以及定位傳感器的誤差。高精地圖相對于傳統(tǒng)地圖有著更多維度的數(shù)據(jù)，比如道路形狀、坡度、曲率、航向、橫坡角等。通過更高維數(shù)的數(shù)據(jù)結(jié)合高效率的匹配算法，高精度地圖能夠?qū)崿F(xiàn)更高尺度的定位與匹配。02高精度地圖的作用（2）輔助環(huán)境感知對傳感器無法探測的部分進(jìn)行補(bǔ)充，進(jìn)行實(shí)時(shí)狀況的監(jiān)測及外部信息的反饋：傳感器作為無人駕駛的眼睛，有其局限所在，如易受惡劣天氣的影響，此時(shí)可以使用高精度地圖來獲取當(dāng)前位置精準(zhǔn)的交通狀況。02高精度地圖的作用（2）輔助環(huán)境感知原理：（1）通過對高精度地圖模型的提取，可以將車輛位置周邊的道路、交通、基礎(chǔ)設(shè)施等對象及對象之間的關(guān)系提取出來，這可以提高車輛對周圍環(huán)境的鑒別能力。（2）一般的地圖會(huì)過濾掉車輛、行人等活動(dòng)障礙物，如果無人駕駛車載行駛過程中發(fā)現(xiàn)了當(dāng)前高精度地圖中沒有的物體，這些物體大概率是車輛、行人和障礙物。02高精度地圖的作用（2）輔助環(huán)境感知高精度地圖可以看做是無人駕駛的傳感器，相比傳統(tǒng)硬件傳感器（雷達(dá)、激光雷達(dá)或攝像頭），在檢測靜態(tài)物體方面，高精度地圖具有的優(yōu)勢包括：所有方向都可以實(shí)現(xiàn)無限廣的范圍。不受環(huán)境、障礙或者干擾的影響?？梢浴皺z測”所有的靜態(tài)及半靜態(tài)的物體。不占用過多的處理能力。已存有檢測到的物體的邏輯，包括復(fù)雜的關(guān)系。02高精度地圖的作用（3）路徑規(guī)劃對于提前規(guī)劃好的最優(yōu)路徑，由于實(shí)時(shí)更新的交通信息，最優(yōu)路徑可能也在隨時(shí)會(huì)發(fā)生變化。此時(shí)高精度地圖在云計(jì)算的輔助下，能有效地為無人車提供最新的路況，幫助無人車重新制定最優(yōu)路徑。02高精度地圖的作用（3）路徑規(guī)劃02高精度地圖的作用（3）路徑規(guī)劃高精度地圖的規(guī)劃能力下沉到了道路和車道級別。傳統(tǒng)的導(dǎo)航地圖的路徑規(guī)劃功能往往基于最短路算法，結(jié)合路況為駕駛員給出最快捷/短的路徑。但高精地圖的路徑規(guī)劃是為機(jī)器服務(wù)的。機(jī)器無法完成聯(lián)想、解讀等步驟，給出的路徑規(guī)劃必須是機(jī)器能夠理解的。在這種意義上，傳統(tǒng)的特征地圖難以勝任，相對來說高精度矢量地圖才能夠完成這一點(diǎn)。矢量地圖是在特征地圖的基礎(chǔ)之上進(jìn)一步抽象、處理和標(biāo)注，抽出路網(wǎng)信息、道路屬性信息、道路幾