百度高精地图量产案例展示和解析

文章转载：智能汽车设计

项目介绍

2019 年10 月17 日，广汽新能源AION LX（埃安LX）上市销售，这是广汽新能源首款纯电动SUV 车型，这款车拥有高达650Km 的NEDC 续航能力，并在其顶配车型中实现了高速公路驾驶辅助功能（HWAHF，High Way Assist Hands Free），该车搭载了百度Apollo 高精地图，使得AION LX 更安全、更可靠、更智能。

OEM 的需求

AION LX 高速公路驾驶辅助系统对高精地图的需求和用途，主要包括如下几个方面：

（1）实现高可用的高精度定位能力：基于成本的考虑，车辆使用的GNSS 定位设备精度往往不高，水平误差通常在1 米以上，特别是在“城市峡谷”及隧道场景下，定位性能折损严重甚至会出现定位错误，稳定性远远不能满足高级别自动驾驶系统的需求。因此智能驾驶车辆需要更优的方案提高定位精度和可靠性，高精地图通过提供高精度定位需要的特征图层，与视觉、毫米波雷达、IMU 等多传感器进行融合，能够帮助车辆实现车道级和车道内定位，是一个成本低、可用性高、鲁棒性好的方案。

（2）中近距离下提升车辆的感知效率，优化规划控制，增强安全性：高精地图提供的先验信息，能够帮助感知系统缩小计算区域、提升计算效率、优化识别精度，从而在同等条件下有效增强感知能力；

同时，高精地图还能优化规划控制系统，规划控制的主要功能是根据车辆感知的信息以及车辆的状态，计算出一条合适的路径供车辆行驶，“合适的路径”不仅仅包含了行驶路线，还包含车辆的速度、加速度、转向等信息，通过高精地图提供的曲率、坡度、出入口、匝道等信息，规划控制系统可以有效的进行决策优化

如上下坡提前加减速，避免猛加速、急刹车和急转弯等引起的不良乘坐体验问题，很显然用户体验对于自动驾驶系统是极其重要的，糟糕的用户乘坐体验对自动驾驶产品是毁灭性的；高精地图还可用于增强自动驾驶系统的安全性，例如在车辆传感器意外致盲时协助车辆安全停车，保障自动驾驶车辆在极端环境下的安全。

（3）长距离下优化导航路径规划：高精地图不仅提供了静态数据，还通过接入来自于其他数据源如V2X 的数据，提供红绿灯状态、车道级拥堵、交通管制等动态数据，从而帮助自动驾驶系统对导航路径规划进行优化。

为此，广汽新能源提出了高精地图的要素需求和精度需求，要素应覆盖车道级要素和定位要素，如车道线、限速牌等，且2σ相对精度应优于20 厘米。同时为提高系统的易用性和扩展性，广汽新能源提出高精地图能够支持ADASIS 规范，提供电子视野线系统（EHP）。电子视野线系统，是指依据汽车当前位置，提供出前方的地图数据，如下图所示。

解决方案

综合分析客户的需求和车辆传感器、软硬件基础条件，百度提供了高精地图整体解决方案。首先百度提供了丰富的高精地图要素，涵盖100 多个类别：

百度广汽项目高精地图数据要素表（部分）

高精度是高精地图的核心特征，百度针对各类要素提供了具体的精度指标，如下表所示：

百度广汽项目高精地图数据要素精度表

根据用户需求，百度设计了电子视野线系统EHP，该系统能够根据高精地图和车辆的位置，实时构建车辆前方电子视野线，并将道路几何、车道几何、曲率、坡度、道路等级等信息等，以信号的形式提供给车辆决策规划单元，为决策规划选择合适的驾驶模式和驾驶速度提供数据支持。下图展示了EHP 的部署架构，EHP 服务通过车载以43太网/CAN 总线与各类应用进行通信。

EHP 部署图

百度通过自研高精地图采集车辆，以自动化的算法、严格的作业流程、高效的质检、严格的作业管理，来保证数据的精度和可靠性。同时百度利用自有Apollo 仿真平台，不间断的对高精地图的数据和接口进行测试。

高精地图自动化生产流程

曲率数据对高速公路辅助驾驶系统意义重大，利用曲率信息，车辆可以预先判断前方道路的弯曲程度，并进行预先的速度控制或更高级的自适应巡航等，高速公路辅助驾驶系统需要利用曲率数据实现更智能的驾驶辅助。按照行业通用经验，设计了曲率分级方案，即曲率值保留到小数点后5 位，小数点5 位之后数字不显示。

曲率数据增强车辆转弯的安全性

另外，坡度数据对高速公路辅助驾驶系统也很重要，利用坡度信息可以预先判断前方道路的起伏程度，并进行预先的速度控制等，高速公路辅助驾驶系统需要利用坡度数据实现更智能的驾驶辅助。百度设计了坡度分级方案，即坡度按照0.1°进行分级，相对于行驶方向的上坡与下坡，定义上坡为正值，下坡为负值。

坡度数据增强下坡上坡路段的安全性

高精地图应用的特点

百度在智能驾驶高精地图领域深耕数年，并和生态合作伙伴密切合作，积累了丰富宝贵的地图使用经验和审图经验，有着智能驾驶系统对高精地图需求的深刻理解和把握，并提供业界领先的解决方案，有着高精地图在多家车厂规模化量产应用的案例。

百度高精地图的特点和优势有：

百度是最早开展高精地图采集的厂家之一：百度是最早投入高精地图规模化生产的企业之一；从2015 年开始，百度陆续加大投入，是最早完成全国30 万高速公路采集和高精地图制作的图商；2017 年3 月，辖下企业长地万方公司率先通过了IATF16949 国际汽车工业质量体系认证，以及ISO9001、ISO26262、ASPICE 等软件开发及测试流程系列规范体系认证。

百度自研了高精地图采集车和数据采集系统，有着核心专利和技术优势。高精地图数据采集系统是高精度原始地图数据的来源，地图数据采集系统的精度、可靠性是最终高精地图数据精度、质量及地图生产效率的根本保证。百度对采集系统集成设计、设备标定与同步、设备实时监控及诊断方法、采集路径自动规划进行了研发，实现高精地图采集系统的高精度、高效率、高可靠性运行。

百度利用人工智能等技术实现高效的自动化处理。百度充分利用自身的人才优势和技术优势，不断扩大自身的产品领先地位。这些自动化处理技术包括：基于激光雷达点云数据的地图要素识别方法、基于视觉的地图要素识别方法、以及基于视觉与点云融合的道路结构认知方法等等。2019 年，权威《人工智能中国专利技术分析报告》中，百度以5712 件位列第一，百度连续两年蝉联第一。

百度研发了集成的、从外业数据到产品数据发布的一体化的高精地图作业平台，并辅以科学合理的任务管理，实现数据生产的高度流程化和自动化。百度还建立了实时监控及诊断系统，进行数据的精度控制。这是由于在采集系统实际作业时，各子系统难免会出现数据出错、精度异常、装配松动等情况，设计对采集数据的监控和异常数据的诊断，并对异常进行修缮、排除，提高传感器融合的精度，进一步提高地图生产效率和精度可靠性。