對于手機中的導航地圖，大家一定都不陌生，幾乎每天都會用到，無論去往哪一個陌生的地方，打開手機地圖都能快速為你找到一條最友善、快捷的路。對于司機而言，導航地圖是至關重要的，而對于自動駕駛而言，簡單的導航地圖還無法滿足其需求，需要增加很多額外的語義資訊。由于輸出直接給到自動駕駛算法中的決策規劃子產品，是以高精地圖中需要包含詳細的道路模型、車道模型、道路部件、道路屬性等等。可以說有了高精地圖的幫助，自動駕駛中的決策規劃算法能夠更加完整地了解周圍的環境資訊，并将主要精力放在應對周圍的車流、人流上，掌握更多資訊後做出更加合理、安全的決策。本篇文章就帶領讀者詳細了解一下目前在自動駕駛中發揮至關重要作用的高精地圖。
什麼是高精地圖
所謂高精度地圖（也稱為高精度地圖），實際上是和普通導航電子地圖相對而言的服務于自動駕駛系統的專題地圖。高精地圖也稱自動駕駛地圖、高分辨率地圖，是面向自動駕駛汽車的一種新的地圖資料範式。高精地圖絕對位置精度接近1m 相對位置精度在厘米級别，能夠達到10-20cm。
準确和全面地表征道路特征，并要求更高的實時性，是高精度地圖最顯著的特征。此外，高精地圖記錄駕駛行為的具體細節，包括典型駕駛行為、最佳加速點及刹車點、路況複雜程度、以及對不同路段信号接收情況的标注等。
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高精度地圖可以分為兩個層級：靜态高精度地圖和動态高精度地圖。
靜态高精度地圖處于底層，是目前研發的重點。它一般由含有語義資訊的車道模型、道路部件（Object）、道路屬性三類矢量資訊，以及用于多傳感器定位的特征（feature）圖層構成。
動态高精度地圖則建立于靜态高精度地圖的基礎之上，它主要包括實時動态資訊，既有其他交通參與者的資訊（如道路擁堵情況、施工情況、是否有交通事故、交通管制情況、天氣情況等），也有交通參與物的資訊（如紅綠燈、人行橫道等）。
為什麼高精地圖在自動駕駛中不可或缺
高精度地圖不僅高在其厘米級的量化程度，更高在其空間抽象層次，作為自動駕駛系統的重要組成部分，高精度地圖相較于傳統的導航電子地圖，專注于自動駕駛場景，讓自動駕駛車輛人性化地了解不斷變化的現實環境，通過雲端實時更新的多圖層高精度地圖資料，在自動駕駛車感覺、定位、決策、規劃等子產品起到重要作用，是自動駕駛解決方案不可或缺的一環。
讓我們想象一個典型的自動駕駛場景，假設我們正在駕駛一輛車行駛在道路中，而我們前方有輛自行車正在騎行，那麼對于我們而言，可以有兩個決策：跟車或者變道。對于自動駕駛車輛來說, 它做出變道決策需要知道很多具體的資訊：
我們目前在哪條車道上以及目前車道在地圖中的具體位置
目前車道是否有隔壁車道，如果沒有車道也就無法變道，隻能采取本車道避障
目前車道是否允許變道，車道的類型，車道線是虛線還是實線，變道距離是否足夠長，變道後是否能夠達到終點等
可以看出，以上這些資訊對于自動駕駛車輛來說至關重要，而自動駕駛的感覺算法由于感覺範圍、算力等等原因，無法給出如此精确及豐富的場景資訊，如此情況下，高精地圖就發揮出了其不可替代的作用。
高精地圖的制作流程
講完了高精地圖的作用，接下來我們深入了解一下關于高精地圖是如何制作的。一般來說，高精地圖的制作分為以下幾個步驟：
資料收集，地圖資訊的采集。
資料清洗/聚合。
自動化識别，把地圖裡的必要資訊處理出來，包括車道線、紅綠燈、十字路口等等各種資訊。
人工檢查/标注，現有的算法還做不到 100%的自動抽取，是以仍會加入人工檢查和标注的環節。
後處理和驗證，整個資料出來之後，還需要進行後處理和驗證。處理的最終目的是保證提供的地圖資訊是準确的，假設一個紅綠燈位置标錯了或者自動識别錯了，那可能會導緻路測過程中出現安全隐患，是以驗證環節是很重要的部分。
Release（釋出），驗證通過後，将會進行資料的釋出（Data Release），所有資料會納入統一的管理中，每一版本 Release 的地圖的品質已得到嚴格驗證。這是一個正常的釋出流程。
高精地圖的未來挑戰
講完了高精地圖的優勢與必要性，接下來就讓我們看看高精地圖如果真正應用在自動駕駛中，未來所會遇到的挑戰及落地難點。
首先便是成本問題，高精地圖所需要具備厘米級别的精度，這也就必須圖商在采集制作高精地圖時，資料采集車或人需要配備各類傳感器（LiDAR、Cameras、GNSS/IMU），下圖便是蘋果的地圖采集車，大家可以看到上面裝了很多傳感器，顯然制造這樣一輛專為制作高精地圖的車輛成本不低。
其次便是資料量的存儲問題。高精地圖包含了大量的資料，這些資料如何存儲，存儲後如何友善地分塊化使用，對于計算資源的消耗也是待解決的難點之一。這些問題能夠找到有效方法進行解決才能推動高精地圖在自動駕駛車輛上的大量部署。
最後便是高精地圖的更新，與普通地圖的更新頻率不一樣，高精地圖中由于包含了大量的空間、時間及語義資訊，更新的頻率需要大幅度縮短，否則錯誤的資訊對于無人車來說将是緻命的。當然達到非常頻繁的更新頻率在現實生活中也是不太現實的，這方面還需要感覺算法及算力的提升來對高精地圖的更新頻率問題進行備援備份。
高精地圖必然是未來自動駕駛能否真正落地的關鍵，雖然目前有許多問題及挑戰亟待解決，但相信随着技術的成熟，未來高精地圖将會在我們的自動駕駛日常出行中發揮舉足輕重的作用。
參考資料： https://zhuanlan.zhihu.com/p/369092214
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