吳宇參 陳中宇

摘 要：目前，高精地圖的制作和應(yīng)用處在探索發(fā)展階段，缺乏統(tǒng)一的術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)，不利于行業(yè)間技術(shù)共享與推廣。為進(jìn)一步推動(dòng)高精地圖標(biāo)準(zhǔn)化、商業(yè)化，促進(jìn)自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，本文在梳理相關(guān)圖商技術(shù)文獻(xiàn)、高精地圖相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及高精地圖標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)方面資料的基礎(chǔ)上，分析高精地圖相關(guān)術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀，提出高精地圖相關(guān)術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)化建議，為高精地圖術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)的研制提供參考。

關(guān)鍵詞：高精地圖，術(shù)語(yǔ)，智能汽車(chē)基礎(chǔ)地圖，標(biāo)準(zhǔn)化，自動(dòng)駕駛

DOI編碼：10.3969/j.issn.1002-5944.2023.20.005

0 引 言

高精地圖是自動(dòng)駕駛實(shí)現(xiàn)高精度定位、環(huán)境感知、路徑規(guī)劃/預(yù)測(cè)/決策三大核心基礎(chǔ)的重要支撐[1]。隨著技術(shù)的發(fā)展和迭代，高精地圖成為了自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的關(guān)鍵資源，在智慧城市、智能交通建設(shè)等多領(lǐng)域?qū)l(fā)揮重要作用，相關(guān)政府部門(mén)、企業(yè)也在加快推進(jìn)高精地圖及自動(dòng)駕駛標(biāo)準(zhǔn)化、商業(yè)化。2023年3月，自然資源部發(fā)布《智能汽車(chē)基礎(chǔ)地圖標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（2023版）》，明確指出需先行制定急用先行的智能汽車(chē)基礎(chǔ)地圖重點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋基礎(chǔ)通用、數(shù)據(jù)采集、動(dòng)態(tài)更新、數(shù)據(jù)分發(fā)、交換格式，以及多種智能端側(cè)相關(guān)數(shù)據(jù)安全保護(hù)等技術(shù)要求和規(guī)范，其中基礎(chǔ)通用部分主要涵蓋智能汽車(chē)基礎(chǔ)地圖相關(guān)術(shù)語(yǔ)定義、空間參照、分類編碼、面向機(jī)器理解的物理或邏輯數(shù)據(jù)模型以及地圖表達(dá)等內(nèi)容[2]。2023年6月，我國(guó)工業(yè)和信息化部將支持L3級(jí)及更高級(jí)別的自動(dòng)駕駛功能商業(yè)化應(yīng)用作為下一步工作重點(diǎn)；北京市全域開(kāi)放高級(jí)輔助駕駛地圖審批及開(kāi)放自動(dòng)駕駛“車(chē)內(nèi)無(wú)人”商業(yè)化試點(diǎn)；成都市提出到2030年自動(dòng)駕駛道路測(cè)試全域開(kāi)放；英國(guó)啟動(dòng)無(wú)人駕駛汽車(chē)租賃項(xiàng)目，首次允許無(wú)人駕駛汽車(chē)商用；日本TierIV開(kāi)始銷(xiāo)售自動(dòng)駕駛EV巴士等。這意味著作為自動(dòng)駕駛基礎(chǔ)設(shè)施之一的高精地圖將進(jìn)一步深入公眾的生活，高精地圖的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化需求越來(lái)越迫切，其相關(guān)術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)的研制是必要且迫切的。

規(guī)范術(shù)語(yǔ)可以有效降低信息誤差，促進(jìn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化和交互性，推動(dòng)高精地圖行業(yè)的普及和開(kāi)放。本文梳理相關(guān)圖商技術(shù)文獻(xiàn)、高精地圖相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及高精地圖標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)方面資料等，分析高精地圖相關(guān)術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀，提出高精地圖相關(guān)術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)化建議，為高精地圖術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)的研制提供參考。

1 相關(guān)術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)化研究現(xiàn)狀

高精地圖，也稱自動(dòng)駕駛地圖、智能汽車(chē)基礎(chǔ)地圖、高級(jí)輔助駕駛地圖等，作為高精地圖的基礎(chǔ)通用標(biāo)準(zhǔn)，術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)的核心內(nèi)容應(yīng)涵蓋高精地圖的類別、各類地圖數(shù)據(jù)模型及數(shù)據(jù)生產(chǎn)更新等。高精地圖相關(guān)術(shù)語(yǔ)的標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀如下。

1.1 現(xiàn)有高精地圖類別研究

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)已發(fā)布、制定中及預(yù)研中的高精地圖相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1[3]。結(jié)合相關(guān)資料及表1可知，高精地圖相關(guān)的地圖主要有：標(biāo)準(zhǔn)地圖（SDMap）、車(chē)道級(jí)地圖（LD Map）、高級(jí)駕駛輔助駕駛（ADAS地圖）、高級(jí)輔助駕駛地圖（HD地圖）、AVP（自動(dòng)代客泊車(chē)）地圖、車(chē)用矢量地圖、導(dǎo)航電子地圖、道路高精度電子導(dǎo)航地圖、地圖、電子公路圖、高級(jí)輔助駕駛電子地圖、高精地圖、高精度地圖、高精度自動(dòng)駕駛地圖、智能道路設(shè)施高精度電子地圖、智能駕駛電子地圖、智能路側(cè)設(shè)施高精度電子地圖、智能汽車(chē)基礎(chǔ)地圖、自動(dòng)駕駛地圖、自動(dòng)駕駛高精地圖、自動(dòng)駕駛高精度地圖。多種地圖類別、定義及其間的關(guān)系尚未有統(tǒng)一的通用標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)定，不利于技術(shù)的推廣和應(yīng)用，急需進(jìn)行集中性、系統(tǒng)性規(guī)范，以提高公眾認(rèn)知，促進(jìn)高精地圖商業(yè)化。

1.2 數(shù)據(jù)模型相關(guān)術(shù)語(yǔ)

高精地圖從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)層面可劃分為靜態(tài)地圖數(shù)據(jù)和動(dòng)態(tài)信息數(shù)據(jù)[4-6]。從相關(guān)資料分析知高精地圖靜態(tài)地圖數(shù)據(jù)按照“地圖-區(qū)域-圖幅-圖層組-圖層-要素”分層組織，動(dòng)態(tài)信息數(shù)據(jù)按“地圖-圖幅-圖層組-圖層-對(duì)象”邏輯組織。高精地圖圖層組包括道路圖層組、車(chē)道網(wǎng)圖層組、道路表現(xiàn)圖層組、道路設(shè)施圖層組、動(dòng)態(tài)信息圖層組、自定義圖層組，其中靜態(tài)地圖數(shù)據(jù)圖層組包含道路圖層組、車(chē)道網(wǎng)圖層組、道路表現(xiàn)圖層組、道路設(shè)施圖層組，動(dòng)態(tài)信息數(shù)據(jù)圖層組包含交通事件圖層組、實(shí)時(shí)感知信息圖層組、交通流量信息圖層組、氣象環(huán)境圖層組、統(tǒng)計(jì)信息圖層組。要素的表達(dá)形態(tài)分為點(diǎn)要素、線要素、面要素、體要素。目前可查閱的標(biāo)準(zhǔn)中“術(shù)語(yǔ)和定義”基本為專題術(shù)語(yǔ)，缺乏整體性，且詳細(xì)程度不同、層次關(guān)系不明確、邏輯性不強(qiáng)，不利于標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)與理解?，F(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)中高精地圖數(shù)據(jù)模型的相關(guān)術(shù)語(yǔ)及邏輯分析見(jiàn)表2。

1.3 數(shù)據(jù)生產(chǎn)更新相關(guān)術(shù)語(yǔ)

高精地圖采集要素來(lái)源包含但不限于集中式專業(yè)采集（即采用專業(yè)移動(dòng)測(cè)量采集系統(tǒng)）和分散式眾包采集（包含但不限于專業(yè)眾包設(shè)備、低成本傳感器眾包設(shè)備、大數(shù)據(jù)分析輸出等）等合法來(lái)源[7]。專業(yè)采集車(chē)輛與眾包車(chē)輛需要配備的核心傳感器基本一致，主要包括激光雷達(dá)、超聲波雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、視覺(jué)相機(jī)、慣性測(cè)量單元（IMU）、GNSSRTK等。采集的源數(shù)據(jù)包括GNSS軌跡數(shù)據(jù)、點(diǎn)云數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、位姿數(shù)據(jù)及其他輔助數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理核心流程為軌跡數(shù)據(jù)解算、軌跡融合糾正、點(diǎn)云數(shù)據(jù)解算、影像數(shù)據(jù)解算、點(diǎn)云數(shù)據(jù)拼接[8]。目前，地圖源數(shù)據(jù)的類型及定義，源數(shù)據(jù)采集、處理相關(guān)的軟硬件及技術(shù)，源數(shù)據(jù)與地圖要素的對(duì)應(yīng)關(guān)系缺乏統(tǒng)一的術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)。地圖數(shù)據(jù)采集與處理的關(guān)鍵技術(shù)見(jiàn)表3[1，9]。

2 標(biāo)準(zhǔn)化建議

在“重感知，輕地圖”的發(fā)展趨勢(shì)下，定制化的、不同等級(jí)的、更貼合自動(dòng)駕駛需求的地圖新產(chǎn)品應(yīng)勢(shì)推出，如適用于L1、L2自動(dòng)駕駛級(jí)別的車(chē)道級(jí)輔助駕駛地圖，適用于L3、L4、L5自動(dòng)駕駛級(jí)別的高精地圖[10]，適用于自動(dòng)代客泊車(chē)的AVP地圖等。同時(shí)，自動(dòng)駕駛所需的地圖具備高精度和高鮮度特性，保鮮方案主要包括眾包地圖采集、依靠V2X技術(shù)的地圖更新方案，為了滿足高精地圖的發(fā)展需求，結(jié)合目前高精地圖術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展現(xiàn)狀，提出以下標(biāo)準(zhǔn)化建議：

（1）術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)具有基礎(chǔ)性、指導(dǎo)性和規(guī)范性作用，結(jié)合高精地圖（智能汽車(chē)基礎(chǔ)地圖）標(biāo)準(zhǔn)體系，建議涵蓋基礎(chǔ)通用部分（空間參照、分類編碼、數(shù)據(jù)模型、內(nèi)容表達(dá)），生產(chǎn)更新部分（數(shù)據(jù)采集、地圖編制、數(shù)據(jù)更新），應(yīng)用服務(wù)部分（導(dǎo)航定位、服務(wù)分發(fā)、信息交互），質(zhì)量檢測(cè)部分（數(shù)據(jù)質(zhì)檢、系統(tǒng)測(cè)試、服務(wù)評(píng)測(cè)），安全管理部分（安全保護(hù)、安全監(jiān)控、安全審查）涉及的術(shù)語(yǔ)，按包含關(guān)系、總分邏輯，集中式重點(diǎn)梳理明確L1-L5級(jí)別[11]自動(dòng)駕駛所對(duì)應(yīng)的地圖類別及其定義、數(shù)據(jù)內(nèi)容（包括源數(shù)據(jù)、最終數(shù)據(jù)及兩者間的對(duì)應(yīng)關(guān)系）、生產(chǎn)更新軟硬件及技術(shù)、質(zhì)量檢查方法及精度要求等，可參考表1所列標(biāo)準(zhǔn)。

（2）術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)用于統(tǒng)一高精地圖相關(guān)的基本概念，為各相關(guān)行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景的協(xié)調(diào)與兼容奠定基礎(chǔ)，同時(shí)為其它各部分標(biāo)準(zhǔn)的制定提供支撐[2]，為提高術(shù)語(yǔ)的全面性、統(tǒng)一性及科學(xué)性，在不影響市場(chǎng)公平競(jìng)爭(zhēng)的前提下，建議由自然資源部[12]指定牽頭單位，組織相關(guān)企事業(yè)單位起草標(biāo)準(zhǔn)，如北京百度網(wǎng)訊科技有限公司、北京百度智圖科技有限公司、高德軟件有限公司、北京四維圖新科技股份有限公司、騰訊大地通途（北京）科技有限公司、易圖通科技（北京）有限公司、武漢中海庭數(shù)據(jù)技術(shù)有限公司、國(guó)家基礎(chǔ)地理信息中心等[13]。

（3）隨著技術(shù)的發(fā)展和迭代，高精地圖逐漸被應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，而各科研單位、企業(yè)等對(duì)高精地圖的認(rèn)知會(huì)因?yàn)檠芯糠较颉⒀芯繒r(shí)間等的不同而產(chǎn)生差異，為了便于標(biāo)準(zhǔn)的管理、檢索和應(yīng)用，減少標(biāo)準(zhǔn)冗余的現(xiàn)象發(fā)生，建議標(biāo)準(zhǔn)起草單位、標(biāo)準(zhǔn)管理部門(mén)在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)申報(bào)及立項(xiàng)審核時(shí)，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系確定標(biāo)準(zhǔn)名稱。

3 結(jié) 語(yǔ)

業(yè)界普遍認(rèn)為，2025年以后將是高級(jí)別自動(dòng)駕駛的重要發(fā)展期，2030年以后將進(jìn)入大規(guī)模應(yīng)用期。在這個(gè)階段，高精地圖的重要性會(huì)進(jìn)一步強(qiáng)化和提升，將被視為是自動(dòng)駕駛車(chē)輛“必不可少的數(shù)據(jù)庫(kù)和知識(shí)庫(kù)”，是傳統(tǒng)導(dǎo)航電子地圖“無(wú)法替代的必備項(xiàng)”，也是具備足夠安全冗余的“必要保障”[1]。研制高精地圖術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)有助于進(jìn)一步推動(dòng)高精地圖標(biāo)準(zhǔn)化、商業(yè)化，促進(jìn)自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，本文基于已公開(kāi)的資料對(duì)高精地圖相關(guān)術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行探討，分析了目前存在的相關(guān)術(shù)語(yǔ)及問(wèn)題，提出術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)化建議，為高精地圖術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)的研制提供參考。