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四维图新高精地图量产案例展示和解析

2022-08-11 09:37 浏览: 4841938 次 我要评论(0 条) 字号:

“智能汽车生态群"加微信Time-machine-(备注公司+姓名)

本文内容来源智能网联汽车高精度地图白皮书


项目介绍


某国际知名车厂希望在中国实现L3 级别的自动驾驶,该级别的自动驾驶需要高精地图的支持,目前四维图新与客户签订了高精地图服务相关的商业合同,为客户提供高精度的数据和相关的服务。


OEM 的需求


OEM 的主要需求可以分为高精地图(HD Map)相关的和地图服务(Map Service)相关的部分。高精地图相关的部分主要包括:地图要素(Feature Specification)、精度(Accuracy)、数据格式(Data Format)。


高精地图服务相关的部分主要包括标准导航地图的关联(Cross

Referencing)、数据下发(Data Download)和终端数据更新(DataUpdate)。除此之外,客户还提出了品质控制(Quality Control)和合规(Laws and Regulation)方面的需求。


(1)高精地图的要素需求(Feature Specification):


从自动驾驶的功能角度出发,目前四维图新提供的高精地图有100 种要素,包括车道中心线、车道属性信息、道路连接信息、坡度、航向、曲率、交通标牌等。其中有约20 种要素对自动驾驶车辆功能安全有重大影响,包括坡度、曲率、航向、车道类型、道路边界类型等。


(2)高精地图要素的精度需求(Accuracy):


绝对精度(Absolute Accuracy)和相对精度(Relative Accuracy)。除此之外衡量要素的指标包括错误率(False Error Rate),而错误率又包括漏做率(False Negative Error Rate)和多做率(False Positive ErrorRate)。OEM 对绝大多数要素的绝对精度要求满足1m 以内,相对精度要求在20cm 以内,错误率基本在0.0001% (1ppm)~0.5%之间。


(3)高精地图的数据格式需求(Data Format):


目前OEM 主流要求的格式主要是NDS(Navigation Data Standard)格式。而OpenDRIVE 则是驾驶模拟应用中道路网络描述的常用格式。


(4)高精地图的地图服务需求(Map Service):


高精地图(HD Map)与标准导航地图(SD Map)的交叉引用(Cross Referencing),通过导航电子地图与HD MAP 的关联,实现导航和自动驾驶系统的自动切换。


高精地图更新(Map Update)和地图服务(Map Service),需要实现基于高精地图的快速更新和发布。通过云服务,实现后台对车辆终端的无缝对接,实现高精地图的快速更新。


(5)高精地图全球首家通过了ASPICE Level3 的认证:


除了对地图内容和服务的需求外,客户从功能安全(FunctionalSafety)角度出发,对供应商设计过程、开发过程和生产过程有一定的品质控制(Quality Control)要求,作为供应商要满足国内和国际的相关体系审核等级的要求,如ASPICE Level3,IOS 9001 等。


解决方案


OEM 该量产的自动驾驶轿车搭载了四种传感器,分别是超声波传感器、毫米波雷达、摄像头和激光雷达。超声波传感器,用于短距离感知;毫米波雷达包括前置雷达、前短距雷达和侧后雷达,完成毫米波雷达的全车360°感知覆盖;摄像头包括环视摄像头和感知摄像头。该款轿车有两种驾驶模式,一种为传统驾驶模式,另一种为自动驾驶模式。在自动驾驶模式下,驾驶员可以视线离开道路,专注于其他活动。四维图新主要为自动驾驶模式提供必要的高精地图数据和相应的服务。


四维图新提供的高精地图数据主要包括道路模型、车道模型、对象模型这三部分。道路模型和车道模型描述了包括车道边界、道路边界以及车道中心线在内的几何和属性,为是否开启自动驾驶功能等提供重要判断依据。对象模型提供的要素主要为融合定位提供重要的信息,也就是说将融合传感器得到的定位与地图做匹配,从而得到精确的车辆位姿。


NDS 格式作为高精地图的常用格式,也是国际OEM 的普遍选择。NDS 格式的Routing 和Lane Building Block 支持车道级的导航功能,Landmark Building Block 支持高精地图的车辆定位功能。NDS 是一个基于瓦片(Tile-based)的组织结构,所以NDS 支持瓦片级的更新。目前,四维图新向该OEM 最终交付2.5.4 版本的NDS 规格的中国全境高速和部分城市道路的高精地图数据,平均一个瓦片大约在60-80kb。四维图新提供了一个互索引(Cross Referencing)的图层称为稳定拓扑层(Stable Topology)以满足OEM 将高精地图(HD Map)和标准导航地图(SD Map)做匹配的需求。四维图新为满足客户对地图要素置信度(Map Confidence)的要求,设计了一套基于时间和要素变化的置信度高低的决策逻辑。四维图新设计的要素置信度高低的决策逻辑可以在变化的环境下,为客户最大限度保障功能安全。


高精地图的维护更新(Data Update)是目前高精地图中的重要课题,也是各大OEM 对图商能力考察的重点。四维图新采用多级采集源: Type A、Type B 和Type C 来满足不同要素的更新要求。Type A 类采集源是和采集初始高精地图一样的移动测量系统,而Type B 类采集源是简化版的Type A,使用的惯导精度稍低。Type C 是众包的方式,四维从第三方传感器上收集的传感器数据实时做变化检测并自动成图。四维针对OEM 的需求不仅从采集端设定了策略,更是从区域和要素对OEM 功能安全影响的角度设定了采集频率的组合决策。这些科学决策和地图更新维护的方案,得到了客户认同,可以满足目前客户的需求。随着第三方数据源的扩充,四维所提供的高精地图的鲜度将得到进一步的保证。


四维图新不仅要为客户提供高精地图(HD Map),还需要为客户提供基于云服务的高精地图服务(HD Map Service,HDMS)。四维图新的高精地图服务(HDMS)是基于线上云服务的瓦片级的地图服务,包括上传、发布、查询、下载、通知、认证等模块。HDMS 不仅可以提供静态的高精地图数据,也可以提供动态信息等数据和其它由OEM 提供或其它第三方提供的数据。HDMS 定期更新保持数据鲜度和满足客户对要素置信度的要求,以满足OEM 自动驾驶的功能安全。四维图新作为OEM 长期的供应商一直把品质控制(QualityControl)放在第一位,不仅已获得ISO 9001 质量认证也采用FMEA(Failure Mode and Effect Analysis)控制设计到生产的全过程。与此同时,四维也持有ASPICE CL2 的认证和IATF 16949 的认证,ISO26262 功能安全认证也在审理中。四维图新基于以上认证并结合OEM对供应商的质量要求,有一套成熟完整且符合国际OEM 量产要求的质量控制体系(下图为四维图新质量控制体系)。为了进一步保证产品质量,四维图新定期抽检每一版数据的质量并出具符合客户要求的质检报告。


四维图新质量控制体系


国际OEM 在采购中国区域的高精地图时,都会面临合规方面的问题。四维图新不仅持有甲级导航电子地图制作资质和其它相关的从业资质,还为此组建了一只专业的合规团队,包括专业的法律顾问和政务顾问。由于目前高精地图的合规尚在完善中,四维图新专业的合规团队会和OEM 一起完成审图号和自动驾驶偏转插件申请的工作。


高精地图应用的特点


高精地图是自动驾驶系统功能安全必不可少的环节,由四维提供的高精地图主要为OEM 该款自动驾驶车型提供辅助定位及与自动驾驶安全密切相关的先验知识,以弥补传感器在感知距离和感知精度的局限性。四维图新为OEM 提供的高精地图包含曲率、坡度、车道类型等要素及属性,可以帮助车辆融合定位并判断是否要开启自动驾驶功能。在开启自动驾驶功能时,提供的前方道路的重要先验信息可以帮助车辆提前决策是否需要变道,提高自动驾驶的安全性和舒适性,弥补单纯依靠传感器感知决策的不足。


以自动变换车道功能来看,如果单纯依靠传感器信息,在车道数变少的地方,只有近距离感知才能知道车道数变少,做出相应的决策,有很大的安全隐患。而根据高精地图的支持,在车道数变少前车辆就可以提前减速,根据车道级路径规划自动变道,避免了急速变道所带来的安全隐患(下图为HD Map 与自动变道功能)。


HD Map 与自动变道功能


以自动车道保持功能来看,如果单纯依靠传感器信息,在前方车道线突然消失的时候,自动车道保持功能将受到挑战。此时,OEM可以根据四维图新提供的高精地图数据,可以将缺失的车道线“补上”,继续工作。


高精地图的加持对自动驾驶功能有重要的功能安全意义,高精地图也可以说是自动驾驶功能开发必不可少的“传感器”。



END

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