高精度地图标注商业化大幕开启？
2019-02-16 08:11:47   来源：地图标注   评论：0 点击：

主动驾驭工业的战略意义严重,期待后续配套政策形成组合拳提速工业开展。1)首先,主动驾驭是我国从轿车大国迈向轿车强国的重要打破口。我国轿车工业快速开展,无论是轿车保有总量仍是整车销量,我国都现已是无可争议的轿车大国。但不容回避的事实是我国在相关整车及部分要害零部件产品中心技能尚不具有彻底的自主常识产权,一向无法防止国外高端产品供货商技能独占的局面。在轿车智能化、网联化工业趋势下,大力开展主动驾驭技能,完结中心技能的自主打破,形成我国技能的领先优势,是我国从轿车大国迈向轿车强国的重要打破口;2)主动驾驭是我国IT工业抢占未来科技竞赛制高点的重要战场。主动驾驭是人工智能、5G等战略性新兴工业的重要载体,大力开展主动驾驭将有助于推动新技能继续立异打破与工业化。正是由于开展主动驾驭工业的重要战略意义,党的十九大陈述清晰提出建造交通强国、智慧社会的目标(主动驾驭是其间重要内容),工信部、发改委、科技部三部委于2017年联合印发的《轿车工业中长时间开展规划》关于国内主动驾驭工业作了清晰的时间表规划。咱们也期待后续配套工业扶持政策出台,提速工业开展。
科技新“基建”政策有望提速主动驾驭工业。主动驾驭最为要害的两大中心底层技能分别是“人工智能”和“5G”。其间,人工智能解决的是“单车智能式”主动驾驭;而5G则能够发挥“网联式”主动驾驭,经过5G将感知、决议方案和控制发挥云端的优势,能够比传统的“单车智能式”主动驾驭轿车完结更智能的决议方案控制和更低的本钱。从某种程度来讲,上述两大底层中心技能的老练和完善程度直接决议了主动驾驭工业的浸透普及速度。针对5G和人工智能工业,19年以来政府提出了科技新“基建”的政策开展政策。具体而言,发改委副主任连维良表明本年将环绕“建造、改造”这两个要害词加大出资力度。“建造”的重点有五个方面,“加强新式根底设施建造”居于首位,包含推动人工智能、工业互联网、物联网等建造,加速5G商用脚步。此外,工信部部长苗圩也在承受央视新闻采访时清晰表明,本年将在若干城市发放5G临时牌照,在热点地区率先完结大规划组网;一起加速基站等网络建造脚步,逐渐掩盖全国。要加速推动终端工业的老练,促进5G在车联网等更多范畴运用。咱们估计将政府的财政资金歪斜支撑合作工业政策扶持,有望快速完善科技新“基建”,为主动驾驭工业铺路。
2.2. 高等级主动驾驭(L3级及以上)进入大规划量产前夕
为了更方便的区分和界说主动驾驭技能,咱们先对主动驾驭做一个准确的分级。参阅美国国际主动机工程师学会(SAE)关于主动驾驭的分级界说,主动驾驭能够分为0-5级。浅显的理解不同等级的主动驾驭:
Level0:彻底由驾驭员进行驾驭操作,归于纯人工驾驭,轿车只担任执行命令并不进行驾驭干预。
Level1:指主动体系有时能够辅佐驾驭员完结某些驾驭使命,比方咱们常说的车道坚持体系和主动制动体系就归于L1级主动驾驭的范畴。
Level2:主动体系能够完结某些驾驭使命,但驾驭员需求监控驾驭环境并准备随时接收。现在绝大多数车企都现已做到了L2等级的主动驾驭技能,比方ACC自习惯巡航和拨动转向灯即可完结主动变道行进等等。
Level3:驾驭员将不再需求时间监控环境,可由机器独立完结悉数的驾驭操作。但驾驭员仍需求坚持注意力会集,以便随时接收主动驾驭体系或许无法处理的紧急状况。
Level4/5:Level4/5等级的主动驾驭技能都能够称为彻底主动驾驭技能。到了这个等级,轿车现已能够在彻底不需求驾驭员介入的情况下来进行所有的驾驭操作,即便出现紧急情况,也无须由驾驭员来接收后续驾驭操作。两者的差异在于,L4等级的主动驾驭适用于部分场景下,通常是指在城市中或是高速公路上;而L5等级则能够习惯全工况、全路段。
依据上述界说,本文所讨论的主动驾驭特指Level3及以上等级,它意味着轿车的监控和驾驭主导权开端逐渐交给机器。更浅显的讲,Level2及以下是驾驭辅佐(人开,机器辅佐);Level3及以上是主动驾驭(机器开,人偶然介入)。
主动驾驭工业进入大范围量产前夕,2020/2021年将成为量产的重要节点。调查主动驾驭工业干流企业(Tier1/2、车厂/出行效劳公司)的量产时间表,2020/2021年是绝大部分企业高等级主动驾驭(Level3/4)量产的节点。当然咱们也能够显着调查到,相关于车厂而言,互联网厂商的速度遍及要更快一点。比方谷歌Waymo在2018年现已开端探索Level4的机器人出租车的商业化落地;百度主动驾驭Apollo方案与金龙客车合作的L4级巴士“阿波龙”也在2018年完结了小批量的量产。能够说,主动驾驭工业现已进入大范围量产前夕。
以2020、2021年为界,国内主动驾驭工业链行将敞开黄金10年开展期。结合国家《轿车工业中长时间开展规划》、《智能轿车立异开展战略》(征求意见稿)以及工业链调研的结果。咱们以为,以2020、2021年为界,国内主动驾驭工业链行将敞开黄金10年开展期。
2.3. 高精度地图是高等级主动驾驭标配
高精度地图——树立主动驾驭车辆行进期间的周边环境模型。在主动驾驭年代,“地图”一词现已失去了其传统路线图的含义。现在大多数车载地图的分辨率已满足用于导航功能,但想要完结主动驾驭,需求把握更准确、更新的车辆周边环境信息,然后经过其他驾驭辅佐体系做出实时反应。因此,未来的“地图”实际上指的是十分准确且不断更新的主动驾驭环境模型。现在,业界关于高精度地图所包含的内容尚未有准确的界说,但大体上高精度地图将满足“高精度+高鲜度+高丰厚度”的三高特性。1)高精度是指地图的精度将从现在的米级降到厘米级;2)高丰厚度和高鲜度则是指数据将更为丰厚以及需求动态更新。
依据数据更新周期,高精度地图能够分为静态数据和动态数据两层。1)静态数据是指高精度地图需求将路途根本形态(车道线等数据),经过地图或矢量数据来正确表达出来。在静态高精地图模型中,车道要素模型包含车道中心线、车道鸿沟线、参阅点、虚拟连接线等;2)动态数据是指天气、地理环境、路途交通、自车状况等需求动态更新的数据。经过静态数据和动态数据的叠加,高精度地图将终究完结关于主动驾驭的环境建模。
高精度地图关于主动驾驭的意义在于:1)提高传感器的功能鸿沟,作为感知层的安全冗余。在主动驾驭职业,传感器方案供货商正在致力于使轿车具有“眼睛”,代替驾驭员完结感知的过程。然而,现有的传感器方案仍然存在改进的空间,包含传感器丈量的鸿沟(视觉、激光感知范围有限)、传感器运用的工况限制(如摄像头在雨雪天气无法正常作业)。高精度地图超视距的特色意味着其能够对整体路途流量、交通事情、路况进行预判,能够作为感知层的安全冗余;2)供给先验常识。主动驾驭的根本原则:让车的判别越少、也就越安全。高精度地图能够车辆环境模型的先验常识,一定程度上减少主动驾驭车辆的感知层的压力;3)断定车辆在地图中的方位:人能够经过调查和回忆,而主动驾驭轿车只能经过高精地图以及其创立的环境模型断定车辆在在地图中的方位;4)供给车道级的规划路径。正如前文所述,高精度地图会把路途根本形态,特别是车道线展现出来,辅佐主动驾驭车辆完结车道级的路径规划,支撑并线超车等高等级的驾驭决议方案。
高精度地图是完结高等级主动驾驭(level3及以上)的必选项。依据美国SAE协会对主动驾驭技能等级的划分,在Level 2以下的辅佐驾驭阶段(ADAS阶段),高精度地图对整个辅佐驾驭体系来说是一个可选项。当主动驾驭技能开展到level3及以上时,要求车辆在高速公路、停车场泊车等特殊场景中完结主动驾驭,高精度地图的重要性开端凸显。业界公认要想完结level3等级的主动驾驭,高精度地图将成为必选项。理由在于level3的主动驾驭就意味着机器将彻底取代人关于环境的监控,考虑到现有的传感器的功能鸿沟尚不足以彻底替代,引进高精度地图作为感知端的安全冗余增强整个体系的鲁棒性成为了必定的挑选。调查现在主动驾驭职业实践,无论是车厂推出的奥迪A8、凯迪拉克Super Cruise等一众量产的level3车型仍是百度、谷歌等互联网厂商的level4主动驾驭方案也都引进了高精度地图,进一步验证了上述观点。
2.4. 高精度地图商场空间巨大,图商迎历史性开展机会
高精度地图商场空间巨大,且将改动传统图商的商业形式:
1、 单价与渗漏率的双重提高,仅前装商场空间就具有数量级跃升潜力。依据易观数据2018年上半年传统车载导航前装商场浸透率仅为14.9%,而跟着L3级主动驾驭轿车逐渐量产普及,前装导航地图由给人看的选配品转变为供主动驾驭体系运用的标配品,长时间浸透率存在数倍提高空间。依据咱们的工业链调研,高精度地图单价保存估计在公司传统导航地图(~200元/车)的5倍以上(如若考虑后续效劳收费,则单车价值将有望进一步提高);
2、 商业形式将晋级为数据效劳收费。由于高精度地图要求“高鲜度”的特色,地图需求动态甚至实时更新,这意味着地图将不再是传统导航地图的一锤子数据生意形式(lisence),后续更需求数据效劳收费的形式(service),百度前CEO陆奇曾揭露指出:“将来我国高精地图事务或许比百度当前搜索事务规划还大”。
高精地图或“提早登陆”,图商有望提早进入“商场红利收获期”。商场遍及以为高精地图在L3级今后才会运用,实际上,其落地的运用场景不局限于L3或L4。工业中,现已有不少厂商将高精度地图的部分特质结合到传统导航地图之中,降维到L2、L2+的运用场景,为车主供给更好的主动安全效劳。作为从半主动驾驭到主动驾驭的过渡,上述地图介于一般的导航电子地图和供主动驾驭体系运用的高精度地图之间,又称为ADAS地图。在高等级主动驾驭完结规划量产之前,ADAS地图的运用将推动图商提早进入“商场红利收获期”。
2.5.公司具有显着的竞赛优势,行将进入量产阶段
1.高精度地图工业竞赛的焦点——实时更新&量产本钱
高精度地图工业竞赛的焦点——实时更新&量产本钱。高精度地图规划化出产的首要应战:1)怎么保住“地图的鲜活度”。由于现实国际是千变万化的,传统地图做出来就是一次性的、是静态的。只有完结实时的数据更新,才干最大化发挥高精度地图在主动驾驭范畴的效用;2)怎么下降高精度地图的量产本钱。高精度地图的出产本钱跟着精度的上升而提高,怎么下降量产本钱是图商有必要解决的问题。
高精度地图的更新机制是众包,动态数据源的抢夺是要害。依据工业链调研,高精地图的出产战略将是“传统测绘”和“众包”相交融。传统地图测绘的形式仍然适用于静态根底数据层(比方底层车道数据),能够确保满足的准确性;而众包则是高精度地图更新机制的低本钱和可量产化的出产方式。鉴于实时更新关于高精度地图的重要性,工业关于动态数据源的抢夺日益激烈。其间,车厂/出行效劳公司天然把握了许多的车辆用户,是未来地图更新重要的数据来历。咱们以为,得动态数据者得天下,率先与车厂/出行效劳完结数据层面深度绑定的企业,将在工业竞赛中占据先机。
现阶段的量产本钱高昂,AI技能将大幅度提高地图作业功率,下降作业本钱。高精度地图的制造流程能够分为外业数据收集和内业数据处理两个阶段。具体而言,厂商需求专门的收集车和专业的测绘人员进行地图的收集,并且在后端做进一步的内业数据处理,才干完结最后的地图制造和发布。现阶段,高精度地图的制造还无法做到彻底主动化水平,人工的数据标定仍然占据重要成分,导致量产本钱高昂,并且出产本钱跟着精度的上升而提高。跟着AI技能和主动化出产技能的引进,比方经过AI完结主动化提取路途标线、车线以及路面标识,高精度地图的作业本钱有望大幅下降。
2.公司数据生态&本钱&资质优势显着
深度绑定车企/出行效劳企业,数据生态优势显着。高精度地图想要发挥更大的功用,动态图层数据的实时更新是要害,而轿车工业链中的tier1/2以及车企/出行效劳企业将成为最重要的动态数据源。依据揭露材料显示,公司现在现已深度绑定滴滴、博世、mobileye、上汽以及德系三车厂奥迪、宝马、奔跑。未来这些合作伙伴的所把握的车辆将搭载新式车载传感器数据的收集和处理渠道,与公司共享相关的数据,形成完好的数据闭环。考虑到公司与车厂长时间的合作联系,估计后续公司将会与更多的车厂到达数据合作。咱们以为,公司深度绑定tier1/2、车企/出行效劳企业,在高精度地图事务上具有显着的数据生态优势。
FastMap出产渠道全面晋级地图出产工艺,有效下降量产本钱。正如咱们前文所强调的,高精度地图是“高精度+高鲜度+高丰厚度”的组合。和传统导航地图差异之一就在于高精度地图是“活”地图,许多信息需求实时动态更新。面临高精度地图实时更新引致的全新技能需求,公司从2015年开端,自主研制树立FastMap出产渠道,运用图像辨认、语音辨认、大数据发掘及收集效果主动录入技能等对出产流程进行工艺晋级及主动化改造,快速推动地图数据收集、制造、更新及发布一体化,逐渐提高高精度地图更新频率,现在现已能够完结日更新等级,为高精地图实时更新奠定了底层技能根底。一起,经过在内业处理流程中许多运用主动化处理才能,公司高精度地图的制造本钱也将得到显着的下降。
测绘资质成为重要门槛,国内高精度地图工业未来大概率仍然出现独占竞赛状况,公司将成为首要受益者。鉴于高精度地图关于主动驾驭的重要性以及其能够预见的巨大商场空间,除了传统图商之外,近年来也涌现了不少新进入者。咱们能够简略的将工业参与者分为三类:1)传统图商——四维图新、高德、百度;2)整车厂/出行效劳公司——考虑到高精度地图关于整车厂主动驾驭战略规划的意义严重,近年来整车厂也加大了对高精地图的出资力度,典型案例包含BBA(奔跑、宝马、奥迪)出资了Here地图,福特、上汽出资了Civil Maps 等;3)Tier1/2——mobileye、博世等。这些原本不归于地图工业链的Tier1/2公司也在跨界进入这个范畴。其间心逻辑在于传统图商现有的技能才能并不能很好的构建高精地图的动态数据图层,为这些公司供给了全新的机会。咱们以为,在地图测绘资质尚未彻底放开的前提下,第二、三类企业有必要经过和图商合作的形式才干取得测绘资质。未来,国内高精度地图工业未来大概率仍然出现独占竞赛状况。公司作为国内干流图商之一,有望成为高精度地图工业的首要受益者。
3.公司高精度地图现已进入准量产阶段
公司高精度地图现已进入准量产阶段。早在2012年,公司就现已发布ADAS地图,并在2015年依据反馈提高为HAD(Highly Automated Driving)地图,首要面向车企与科研院校供货。合作干流车厂的高等级主动驾驭车辆的量产方案,公司制定了高精度地图事务的时间规划,一向在稳步推动中。截止2018年,公司高精度地图现已掩盖全国高速公路21万公里,精度达20cm,并支撑周期性更新,估计在2019年掩盖全国悉数高速路网,并在2020年发布商业化城市路途的主动驾驭地图数据及效劳。
2.6.高精度地图事务潜力巨大
高精度地图事务具有较高成长性。综合国内主动驾驭浸透率、整车销量等要素,咱们估计公司面向高等级主动驾驭(L3及以上)高精度地图变现有望从2021年左右开端逐渐变现。跟着国内主动驾驭浸透率的不断提高,仅考虑前装商场的一次性收入,公司高精度地图事务收入就具有极大的潜力。一起,考虑到工业中现已开端将高精度地图降维运用到辅佐驾驭(L1、L2)运用场景中,公司有望经过ADAS地图产品提早收获。
2.7. 纵深布局主动驾驭完好解决方案,进一步提高工业价值
1. 以高精度地图为中心的软硬一体化解决方案
纵深布局“高精度地图+高精度定位+算法+计算渠道(VPU/AI芯片)”四大中心才能。除了高精度地图的老本行之外,公司期望攫取更多比例的主动驾驭工业链蛋糕。依据本身最强项的高精度地图,公司现已形成了“高精度地图+高精度定位+算法+计算渠道(VPU/AI芯片)”四大中心才能,能够对主动驾驭体系的定位、感知、决议方案层面全面晋级,交给完好的主动驾驭软硬一体化解决方案。当然,公司的中心才能也能够单点模块化输出。在2017年用户大会上,公司展示了事务布局的阶段性效果——搭载自主研制的解决方案的主动驾驭测试车。依据公司主动驾驭担任人马周的介绍,公司现已完结准L3级的主动驾驭才能(即完结在除收费站、效劳区以外的高速路上进行彻底主动驾驭,包含自主上下匝道等),L4等级全主动驾驭相关技能解决方案正在搭建和测试验证。
以高精度地图为中心,公司整体解决方案具有体系性优势。相关于其他厂商解决方案,公司依据高精度地图的才能对整个技能体系做了体系性优化,能够供给更具功率、安全性的整体解决方案。最大程度的放大了公司的中心竞赛优势。
(1)感知层——简化传感器的运算。得益于公司所界说的带有路途规矩信息(如左转车道、直行车道等等)的高精度地图数据,主动驾驭体系先验地了解了许多路途和环境属性。这样,环境传感器就能够把更多精力放在相对动态的路途环境,如检测人、车障碍物等,这在很大程度上减少了体系对环境传感器的过度依托。
(2)定位层——提高定位精度。雨天积水发射灯光、冬天路面积雪掩盖等情况下,利用视觉传感器和激光雷达是很难辨认车道线的,这时候就需求高精度地图来供给辅佐。高精度定位合作高精度地图,车辆能够对自己的方位做出十分准确的判别,而后控制车辆按照预订方向行使。
(3)决议方案层——构建具有“预判性”特色的驾驭决议方案脑。具体而言,咱们能够把交通是车辆行进规矩的集合体(例如这段路有多少车道、每条车道是直行道仍是左转道、交通灯是直行交通灯仍是左转交通灯,像这样的属性信息还有许多)。公司的高精地图能够事先内置这些信息,让规矩提早指导主动驾驭轿车行进,而尽量减少用摄像头号传感器辨认这些规矩信息后再处理的流程。
2. 高精度定位:对标千寻方位
高精度地图+高精度定位的技能交融是职业开展趋势。正如前文所述,定位是主动驾驭不可或缺的一环。除了全局性的了解路途状况外,主动驾驭也需求实时断定车辆本身的切当方位,定位精度越高,主动驾驭的可靠性越高。就如同传统导航里边存在地图标注和定位的联系,没有地图就没有定位,定位反过来又有必要跟地图进行匹配。在主动驾驭年代,高精度地图也需求高精度定位技能互相合作,才干发挥更好的效果。高德和千寻方位2017年在主动驾驭范畴到达战略合作一定程度上也阐明高精度地图+高精度定位的技能交融是职业开展趋势。
高精度定位可分为绝对定位和相对定位。1)依据信号的绝对定位,代表就是GNSS定位。即经过全球导航卫星体系,合作地基增强体系,经过RTK软件算法计算车辆准确方位;2)航迹计算的相对定位。依托IMU(惯性丈量单元),依据上一时间的方位和方位推断现在的方位和方位;3)环境特征匹配的相对定位。依据视觉传感器或许激光雷达完结定位,用传感器回传的特征数据和高精度地图数据库存储的特征进行匹配,得到现在车的方位和姿态。
公司现已完结了高精度定位的技能储备。依据高精地图数据及环境信息,公司现已能够完结依据GNSS—RTK的高精绝对定位才能以及依据视觉辨认、激光雷达点云匹配等手段的高精相对定位才能。具体而言,1)高精绝对定位方面:公司依据RTK的高精定位组网和高精度定位接收终端现已完结技能验证和检测,到达或高于商场同类产品水准,初步具有量产化才能。未来将依托于斗极地基增强基站供给高精度定位效劳,全面临标千寻方位;2)高精相对定位方面:公司经过依据摄像头、激光雷达传感器的回传数据与本身高精度地图的比对,也能够完结车辆的高精相对定位。