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高精地图,真要沦为自动驾驶的“鸡肋”?

此次车展,多了个有趣的现象。

无论是媒体日现场,还是后续的专业观众日,大家对自动驾驶路线选择的讨论都非常热烈。

话题之一是传感器,自动驾驶的“眼睛”究竟该依靠摄像头还是雷达?话题之二则是高精地图之争,究竟该依赖高精度地图导航,还是通过其他途径取代前者?毕竟,业界走“重感知,轻地图”路线的车企是越来越多了。

“今天,最多的问题就是BEV”。

笔者在科技公司云集的2.2展馆溜达了几圈,四维图新展台一直挤满了人。本届车展,这家地图供应商发布了智能驾驶场景地图的新产品,但是该公司负责技术讲解的工作人员告诉我们,业界同行在现场和他聊得最多的,是关于高精地图会否被替代的话题。

百度展馆的一位负责人也表示,很多人和他探讨去高精地图的话题,还有行泊一体和视觉能力等,都在这届车展成了香馍馍。这次车展,百度对外推出了城市智驾产品Apollo City Driving Max,使用了轻量级高清地图,比行业通用的传统高精地图要“轻”80%左右。

余承东,又给该话题添了把柴火。

此次车展,华为发布了AITO问界M5系列高阶智能驾驶版,新车搭载的ADS 2.0高阶智能驾驶系统摆脱了高精地图,打响了“重感知,轻地图”上车的第一枪。华为常务董事、智能汽车解决方案BU CEO余承东甚至隔空喊话,自家的智驾可实现“有图无图都能开”,且性能要比特斯拉更优秀。

要知道,2021年的上海车展期间,华为第一次参加国际A类车展,彼时的余承东还兴高采烈地为高精地图站台。两年之后,同样是上海车展,这位智能车BU掌门人的态度却完全变了,一脸嫌弃地诟病高精地图的高成本和高复杂度,毅然和此前的路线划清界限。

|特斯拉,不再是“异数”|

业界众所周知,激进者特斯拉,是全球第一家采用视觉识别方案的电动汽车制造商。该公司在实现自动驾驶功能时,不依赖高精地图,也不用激光雷达,完全由车辆自身的视觉识别系统来完成路况的识别。

换句话说,兵来将挡水来土掩。

纯视觉路径,在特斯拉提出时饱受诟病,而说出“傻子才用激光雷达”的马斯克,也一度被调侃为“雷达杀手”,前几年在业界争议很大。可实际上,特斯拉自己是有“高精地图”的,他们用众包建图的方式搞了一套地图数据,高精地图该有的很多功能,被他们集成到自己的感知算法里,这个话题,咱们放到后面章节去讲。

过去一年,行业风向变了。

业界高管的言论层面,唱衰高精地图的越来越多,特别是此前坚决走高清地图路线的华为,也开始调转船头。余承东多次在公开场合表态,自动驾驶不能过分依赖高精地图和车路协同,否则智能驾驶和自动驾驶能力就上不去,他认为车企应该逐步减少对高精地图的依赖。

去年10月,小鹏汽车就在其科技日上宣告推出Xnet感知架构,明确新一代智能驾驶方案XNGP不再依赖高精地图的依赖,后来何小鹏也多次重申了去高精地图化的辅助驾驶理念。

这次车展期间,他的一句“遥遥领先”更是戏精无数,在何小鹏看来,即使是特斯拉FSD在美国的表现,也不如小鹏XNGP在国内的表现。 毕竟在小鹏汽车官方看来,XNGP已实现了中国首个且唯一量产的BEV感知——“XNet”,以视觉为主,雷达为辅,采用重感知、轻地图的技术路线。

从此,特斯拉不再是“异数”。

在国内,毫末智行是最先喊出“重感知,轻地图” 口号的自动驾驶科技公司,早在去年9月的毫末AI DAY上,该公司CEO顾维灏就明确表示,其城市NOH量产方案未来要摆脱自动驾驶对高精地图的依赖。

越来越多的玩家,选择对高精地图“放手”。今年3月,自动驾驶科技公司元戎启行对外发布了智能驾驶解决方案DeepRoute-Driver 3.0(简称Driver 3.0),关注度最大的地方在于,该方案试图解绑了智能车对高精度地图的依赖,一经发布就能装车。

几乎与此同时,地平线创始人兼首席执行官余凯也透露了最新的技术路线,即将在今年推出不依赖于高精地图的辅助驾驶方案。新的方案完全基于计算机视觉感知,不依赖高精地图,也可做到实时定位,并对周围环境进行实时测绘。

业界两派,已经划清了界限。

一派认为,高精地图由其必要性,也有其不可替代性;另一派则认为,高精地图不一定与自动驾驶深度捆绑,特斯拉此前强调的纯感知路线,才是未来的主流。

很明显,过去一年,站这一派的公司阵营是越来越庞大了,且未来还将有更多玩家加入。甚至还有华为这样“倒戈”的,智驾方案行至中途,摇身一变,成了去高精地图的拥趸。

|“好的东西,当然更贵”|

那么,高清地图究竟是不是“鸡肋”?

在分析这个问题之前,我们不妨先来聊聊,高精地图和传统导航地图相比,有哪些优势,以及高精地图究竟隐含哪些技术和应用层面的护城河。

一是高精度。

高精地图的绝对精度和相对精度均在厘米级(10厘米至20厘米),普通的传统导航地图精度只有10米左右。

二是高丰富度。

传统导航地图只包括道路级别的数据,如道路形状、铺设、坡度等,以及道路附近的办公楼与商场;但高精地图却包括了更多目标数据,包括道路类型、曲率和车道线等车道属性相关的数据,以及防护栏、道路标识以及高架物体等。

三是实时性。

传统导航地图永久静态数据更新频率约1个月,半永久静态数据更新频率约1小时),而高精地图半动态数据频率约1分钟,动态数新频率约1小时。也就是说,如红绿灯状态、交通流量等及时数据,高精地图必须实时更新,而道路变更和道路维修等静态信息,更新频率更是准确到每日甚至到分钟级别。

用句大白话说,高精地图的信息要比传统地图庞大很多,它不仅可以影响自动驾驶的感知系统,也可以影响决策系统。举个简单的例子,如果你身处山城重庆,高架路层叠,某地理位置的空间纵切面,极有可能囊括了3-5个高架,这时候,传统导航是无法告知具体身处哪一层高架的——

但高精地图可以。

正因为此,高精地图对于自动驾驶的重要性,不亚于激光雷达。业界一度认为,高精地图和激光雷达就像自动驾驶的“两根拐杖”,特别是L2级以上的自动驾驶,二者都是缺一不可的,坚持纯视觉路线的特斯拉,甚至一度被业界质疑。

但提及“上车”,高精地图就背负着与生俱来的几个瓶颈。

第一个,是鲜度。

高精地图是个庞大且复杂的工程,并不是测绘结束,就可以画上句号,初次建图不难,难的是后续数据的维护和更新。

图商们目前的处理方式,是专业采集与众包采集相结合。利用精度较高的采集车来完成初始绘制,完成从01的过程,在此基础上,再利用道路上行驶的大量非专业采集车辆,用众包采集的方式,降低成本,完成从1n的过程。

众包采集扮演的虽是“配角”的角色,在数据更新方面却扮演着非常重要的作用,可以做到静态数据小时级更新,动态数据分钟级更新,目前市面上规模较大的图商几乎都有一支庞大的车辆众包团队。

不过,问题来了。

第一,是包采集涉及法律合规问题。即众包模式下的数据提供方,是否能满足法律规定的地图采集和数据传输要求,这里的数据所有权和隐私问题都值得业界探讨。

第二,是众包采集的数据质量。对比专业型采集车与众包型采集车,前者的传感器精度远大于后者。那么,即使众包型采集数据仅仅是专业型的一个补充,如何将庞杂的低精度数据与高精度数据相融合,共同为高精地图的鲜度服务,这是摆在图商面前的一大难题。

第二个瓶颈,是成本。

任何东西,都是有代价的。前文罗列的高精地图的一系列优势,有其AB面,A面是多维度碾压传统导航地图,B面则是背后高昂的成本和较长的制作周期。

此前有机构预测,制作一个普通道路高精度地图,每公里费用需要数千元,而制作一个高速双向道路的高精度地图,费用则需要高达30万元。

而根据《智能网联汽车高精地图白皮书》,分米级地图的测绘效率约为每天每车500公里道路,成本为每公里十元左右,而厘米级地图的测绘效率约为每天每车100公里道路,成本在每公里千元左右。

这些数字,还不包括后期高频率的更新需求,以及在数据采集和云服务等方面的长期性战略投入。更何况,一旦涉及城市主干道等开放道路,路况更复杂,测绘范围更广,对数据的要求也更高,这也意味着——

一旦城市NOA上车量产,并被车企按下城市铺开的快进键,高精地图的长周期和高成本,极有可能拖其后腿。 就像软件OTA连累大众汽车等传统车企的软件业务进程一样,高精地图也成了城市NOA迅速上路的拖累,毕竟,国内不乏因高精地图不到位、城市NOA不得不延期的先例。

|食之无味,弃之可惜?|

当然,也有外部因素。

高精地图的资质收紧,始于2021年下半年,这也意味着,越来越多的行业参与者很难通过政策审核。无论是汽车制造商还是自动驾驶科技公司,依赖高精地图,“门路”大致只有三个。

一是自己做垂直,资质也自己申请,二是对高精地图企业进行收购或合资,三是和拥有资质的公司深度合作。 不过,无论是走哪条路,具备资质是业务落地的基本前提,但是最近两年,在资质上碰壁的玩家越来越多。

当然,申请到高精地图的资质,只是万里长征的第一步,摆在大部分团队面前的最大难题,是如何降低采集高清地图的成本。一言以蔽之,高精地图这根拐杖,不仅买起来昂贵,用起来也费劲,如果未来能“甩掉”,相信很多车企愿意一试。

那么,这根“拐杖”要如何甩掉?

越来越多的车企选择重感知、轻地图的路线,目的是为了规避高精地图的上述难题。正如几年前马斯克提到的,“驾驶员开车的时候,最终还是要相信自己的眼睛”,业界此前对此争议很大,但从目前的趋势看,已经有更多友商加入特斯拉“去高精地图”的阵营。

一个关键词,是BEV。

BEV 的全称,是基于多视角摄像头的鸟瞰图感知(Bird's-eye-view Perception) ,基于BEV的物体可以通过自上而下的视图,完成轨迹预测和路线规划,且能避免图像视角下的尺度和遮挡等问题,成为自动驾驶领域提高检测性能、实现端到端自动驾驶的关键。

另一个关键词,是Transformer。

这个由谷歌最先提出的大模型算法,如今却成了能将自动驾驶推向新高度的“新核弹”,具备超强的序列建模能力,拥有全局数据和信息感知和处理能力,让BEV的实现成为可能。

这里多提一句,让BEV和基于TransformerBEV在自动驾驶业界走红的,正是特斯拉。过去几年,特斯拉已经在很多具体场景实现BEV感知。

但值得一提的是,特斯拉强调不依赖高精地图,这是权衡了成本、技术、方案与产品功能的最终决策。也就是说,能对外官宣不依赖高精地图,这家造车公司不仅做足了技术方案层面的准备,也为所需要的逻辑迭代和创新铺平了道路。

背后,绝不只是“BEV”那么简单。

其中一个细节是,特斯拉虽然放弃了高精地图,但它在自动驾驶领域是有“高精地图”的。该公司用众包建图的方式搞了一套地图数据,高精地图该有的基本功能,被集成到新的感知算法里,也许精度上还不能与高精地图媲美,但是在信息复杂度和数据密度上已经够用。

前几日,宽凳科技提出了一个观点:

重感知,还是重地图,本质上其实不是用不用精细地图的问题,而是如何快速更新精细地图的问题。

精细地图分成实体抽象层和虚拟衍生层,实体抽象层可以精准地表达道路上客观存在的实体要素,例如车道线、交通灯、交通牌、交通标志等,而虚拟衍生层则表达了对自动驾驶非常重要的要素,如车道中心线、车道虚拟边界以及车道之间的拓扑连接关系等。

随着自动驾驶的传感器、算力、技术的大幅提升,在相对简单的道路场景中,自动驾驶车的感知能力能逐渐很好地感知出实体要素及其位置,但虚拟要素没法被感知到。而这些虚拟要素,才是提升自动驾驶体验和安全性的关键。

“轻地图”,做起来并不简单。

小马智行联合创始人兼CTO楼天城曾在技术发布会上表示,纯感知,并不只是一句口号,单维度的纯感知是很难取代高精地图的,需要同步迭代和提升的还有很多模块——

例如感知模块,需要更准确地识别道路环境与元素、可通行区域;再如预测模块,在道路环境元素识别不充分、识别距离不够远时依然需要预测准确。

未来2-3年,将有越来越多的玩家挤入城市NOA赛道,权衡利弊,喊出“去高精地图”的玩家也将越来越多。八仙过海,各显神通,但背后的底层逻辑却是相同的,都想走轻地图路线,最终又将谁执牛耳?

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高精地图自动驾驶

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