新·知丨智能地图—智能道路的新基建标配

近年来，随着国家高度重视自动驾驶和车路协同前瞻性技术的探索与应用发展，车联网、车路协同和自动驾驶等交通强国理念也已上升为国家战略层面。

2019年9月中共中央、国务院共同颁发的《交通强国建设纲要》特别强调：“要加强智能网联汽车（智能汽车、自动驾驶、车路协同）研发，形成自主可控的产业链”。2020年2月，国家发改委牵头联合11部委印发了《智能汽车创新发展战略》，战略明确了许多与自动驾驶行业相关概念的建设，不仅包括了车载相关产品的概念，也包括了基础设施路端能力的建设，并且重点强调了“建设覆盖全国路网的道路交通地理信息系统”，这也就是高精地图服务于汽车行业的基准。

在车路协同越来越热的今天，随着单车智能汽车的商业化落地和量产的路途愈加渺茫，业界依托于车路协同自动驾驶融合创新与技术探索，来实现自动驾驶产业的新突破。然而只有道路发展的更加智能才能达到未来真正的车路协同。那么所谓智能道路，除了传统三大机电系统和智能RSU等相关硬件等基础建设之外，我们认为，高精度地图也将成为智能道路的新标配。

01.车路协同现状

所谓车路协同，指的是车与路相互促进，相互协调螺旋式上升发展的过程，其成熟的时间既取决于车辆技术的发展，也取决于公路设施技术的发展。

从历史来看，汽车的诞生促进了公路的产生，公路的推广又催化了汽车的量产，汽车的指数增长又产生了高速公路的现实需求，汽车产业与公路行业呈现耦合式发展。

发展到今天，L3级及以上级别智能汽车规模化量产和商业化应用落地，关键和瓶颈在于传统道路到智能道路的质变和突破。随着2009年谷歌启动自动驾驶项目研究至今，智能汽车与道路协同逐步进入信息耦合发展的快车道，如何使传统道路变得智能化、互联化和协同化，来迎合甚至催化更高级别智能汽车的发展已成为行业的主旋律。

02.高精度地图在车路协同的意义

我们经常看到车路协同需要“聪明的车+智慧的路”的观点，可见我们仅仅发展单车智能是不够的，智能道路技术的发展也是其中非常重要的一环。

在车端，作为智能网联汽车必备的基础设施，高精地图可以有效弥补传感器的性能边界,提供超视距的重要先验信息,是实现高度自动化驾驶甚至无人驾驶的必要条件,也是未来车路协同的重要载体。

在路侧端，作为未来智慧道路的标准基础设施，随着公路智慧化程度提升及车与路信息耦合发展趋势，高精度地图也必然通过服务平台方式成为智慧道路的标配，成为未来智能道路不可或缺的基础构成。

03.为什么智能地图是智能道路的标配

观点一:智能地图一定会成为智能道路的标配基础设施

未来交通出行的逻辑框架中，路侧会部署大量传感器，包括车路协同感知网络、高精度定位设备、5G基站、ETC等。在这样强大的基础智能设施之下，所有的数据会汇集到一个统一的平台上，通过平台对实时交互的车路信息进行管控和调度。而高精度地图，是这个框架中实现这一切数据汇集的基础因素。

观点二:高精度地图是车路协同自动驾驶时空统一的关键因素

从时间角度来看，设备内置时钟大部分应用的是基于导航卫星的统一授时体系。

从空间角度来看，在能接受到信号的地方，可以采用卫星提供的空间基准体系，但同时有大量室内场景无法接收卫星信号，如室内、地下、隧道等。在这种情况下，由于高精地图的精准度和可靠性很强，此时高精度地图信息便是指导车辆行驶和定位的重要依据。车端可通过参考感知识别到信息和内置高精地图提供的信息进行匹配，通过反向定位车辆位置，从而实现自动驾驶高精度定位的探索应用。因此，我们认为，智能地图将成为未来空间基准统一的关键因素。

观点三:高精度地图是智能道路按服务模式计费的重要标准

与高速公路通行收费的模式不同，城市道路是免费通行的，而未来智慧道路发展需要大量的基建投资，因此需要一个较好的商业模式。我们假想未来出行将会有一个区域性路网综合运营服务商，该运营商是由负责基础建设的团队、负责通信网络的团队、负责高精度地图的实时分发和服务、负责车辆运营自动驾驶服务团队综合组成的机构团体，以各种形式为民众提供服务，如自动驾驶、辅助驾驶、机器人出租车等。在这个过程中，智能地图会成为最核心的要素之一，由此我们提出了智能地图服务平台，是一个提供不间断服务的主体，实现智能地图服务的提供方和接收方之间交互，也将所有基础设施建设的状况、感知能力和下游服务状况进行融合。

在这种模式下，智能地图会成为探索按照不同服务质量等级来进行计费的主要载体。

04.成为“新基建标配”的核心关键技术

在未来，智能道路必将具备非常强的感知能力，在道路沿线上我们会布设大量的LET-V/5G等通讯设备、RSU路侧感知设备，这些设备会使我们的道路具有“眼睛”和“感官”，但是这些感知能力如果没有在一个统一的地理框架下，那么感知到的结构化信息将是分散的，协同性很差。其次，未来的车路协同系统里，汽车也会具备非常强的交互性，例如车与车、车与基础设施、车与网络之间的通讯等等，这些通讯也不是一个个零散的个体，而是同样依赖于一个统一的时空基准。因此，我们需要一个统一高精度地图服务平台作为时空一体服务的框架，而想要成为这一切基础设施的标配，地图还需要攻克以下几项技术：

关键技术一: 高精度地图上车，上云，上平台

未来的高精度地图，一定不是离线拷贝到每一辆车上去的。而是会通过V2X的路侧RSU单元或者通过专用的通讯网络，动态地根据车辆所在的位置以及对地图的请求命令，动态地向车辆上进行分发。这要求高精度地图具备以下三种能力：

1.高精度地图需要上车，高精度地图需要具备为车载系统提供服务的能力，采用国际上通用OpenDrive或者NDS等数据格式实现“HAD地图上车”的探索应用，同时借助HAD地图统一规格、要素和面向车端即插即用的标准API接口，面向多车端提供在线、实时的高精度地图服务。

2.高精度地图需要上云，未来的云平台会成为对整个出行提供服务的基础框架，他包括中心云、区域云、边缘云等等。高精度地图上云，实际上就是我们所说的V2C（V to Cloud）。

3.高精度地图需要上平台，未来所有的高精度地图服务会以平台的形式实现更新与分发，这个平台不仅需要具备数据服务和分发的能力，更重要的是他会实现数据汇聚，地图更新，地图展示，地图可视化以及向不同行业不同客户提供定制化服务的能力。

关键技术二：路侧、感知、分发一体化

如今在现有的高速公路上，已经部署安装了很多的智能摄像头、微波雷达、地埋设备等等，之前的管理方式他们都是零散存在的，而在未来智能道路系统中，所有的感知能力不仅仅需要看得到，更重要的是需要把大量的非结构化数据清晰转换为结构化数据，而结构化的数据要最终与地理信息结合起来。

举个例子

一辆拉石头的大卡车在路上发生了路面遗撒，这个事件直接对后方车辆产生安全隐患，拥有高精度地图服务的汽车在结合地图的感知能力后，智能地图通过路侧单元得到具体的遗撒位置，结合识别到车辆动态的位置，然后直观地可以将这个事件明确地标定为“遗撒路面”距离目前位置有多远，是否需要变道等等直观信息。

关键技术三：能够统一时空基准的地图服务能力

实现空间基准统一的关键技术就是统一地图服务能力。为此，首先我们需要在智能道路的边缘节点布设智能地图的统一标准接口，第二，高精度地图想要上车、上云、上平台，我们需要一套统一交换格式和服务接口的地图作为依据。第三，我们需要一套统一的坐标基准，从而使地图实现统一的服务能力。统一的智能地图服务能力建设是未来自动驾驶必须要解决的问题。

结语：

未来，随着智能道路和智能汽车应用创新、信息耦合及协同发展，未来车路协同自动驾驶场景，必将逐渐从由“人感知”的人开车，逐步迈向“车-人感知”阶段的车开车，最终实现“车-路感知”场景下的车路协同开车。