地理信息产业在自动驾驶革命中的机遇和挑战

2018-09-18 11:43:23    来源:腾讯研究院

摘要:自动驾驶与测绘地理信息联系密切,自动驾驶的发展对于地理信息产业的转型升级和结构调整,具有巨大的带动效应。

地理信息产业在自动驾驶革命中的机遇和挑战_地理信息产业_勘测联合网

  戴姆勒公司董事会主席蔡澈博士曾指出,自动驾驶汽车将成为130多年前汽车发明以来最伟大的移动革命。

  世界经济论坛预计,包括自动驾驶在内的汽车数字化将为全社会带来3万亿美元的经济效益,是世界新一轮经济与科技发展的战略制高点之一。

  国务院《中国制造2025》《新一代人工智能发展规划》和国家发展改革委《智能汽车创新发展战略》(征求意见稿)都对自动驾驶汽车发展做出了规划,意味着自动驾驶已经上升为国家战略和国家行动。

  麦肯锡的研究报告显示,2030年中国将有800万辆自动驾驶乘用车,与之相关的创收将超过5000亿美元,中国可能成为全球最大的自动驾驶市场。

  毫无疑问,自动驾驶带来的移动革命将极大解放人类,深刻改变未来人们的生活方式,而地理信息是这场革命中的关键驱动力。尽管自动驾驶技术还处于发展初期阶段,距离真正商用尚需时日,但“凡事预则立,不预则废。”

  由于自动驾驶与测绘地理信息的密切联系,自动驾驶的发展对于地理信息产业的转型升级和结构调整,具有巨大的带动效应,值得广泛探讨相关法规标准、产业政策的发展方向,从而未雨绸缪,超前布局,及早占领产业发展制高点。

01  地理信息是自动驾驶技术的重要支撑

  虽然自动驾驶研究正如火如荼,各门派的技术路线还有所不同,但还是基本达成了一些共识,即自动驾驶主要包括“环境感知、分析决策、行动控制”三大系统。具体到技术层面,根据麦肯锡的报告,传感器、处理器、算法软件和高精地图是自动驾驶的四大关键技术。

  从目前的研究情况来看,地理信息在自动驾驶系统中不可或缺,对推动自动驾驶技术的发展至关重要。

  (一)从技术路线看,自动驾驶的实现离不开测绘地理信息的支撑。

  要实现自动驾驶,自动驾驶车辆必须能够实时地感知其在哪里、周围有什么,这些都离不开高精地图和移动测量的支撑。

  其中,高精地图主要负责车辆的全局定位和全局感知,移动测量主要负责车辆的局部定位和局部感知,自动驾驶系统在此基础上对车辆的行进状态进行分析,并据此决策进一步的控制。

  实际运作中,实时移动测量和高精地图的形成更多时候是合为一体的。

  从目前的自动驾驶技术演进路径看,自动驾驶系统高度依赖激光雷达等传感数据、卫星导航定位数据和高精地图,对自动驾驶车辆进行感知和定位。2016年中国汽车工程协会发布的智能网联汽车技术路线图,也把精准定位和高精地图作为自动驾驶的基础支撑技术。

  可以说,测绘地理信息技术正在使自动驾驶的实现成为可能,是未来自动驾驶革命的关键因素。

  (二)从硬件支撑看,自动驾驶感知离不开多种传感器的移动测量

  自动驾驶汽车主要配备GPS/北斗、激光/毫米波雷达、光学相机、惯性导航装置等一整套的传感器,利用这些传感器对汽车周边物体的形状、大小、空间位置及其属性等信息进行实时采集,工作原理与测量原理基本相同,采集过程与移动测量高度类似。

  特别是被誉为“自动驾驶的眼睛”的激光雷达,最早就应用在测绘领域。上世纪七十年代,美国航天局利用空载激光雷达测绘三维地形,随后广泛应用于获取精确地面三维空间地理信息,构建数字城市三维模型等。

  法国市场研究与战略咨询公司Yole Development预计,到2022年包括激光雷达在内的自动驾驶传感器市场规模将达230亿美元。

  目前禾赛科技、北科天绘、数字绿土等国内厂商已经开始布局,并在激光雷达集成化、小型化方面取得了长足进步。

  (三)从软件支持看,自动驾驶决策离不开高精地图和空间分析算法。

  高精地图直接决定自动驾驶系统的安全、可靠以及效率,对自动驾驶车辆的定位、导航与控制至关重要。高精地图能够帮助识别车辆、行人及未知障碍物。

  如果自动驾驶车辆在行驶过程中发现当前高精地图中没有的物体,便有很大几率是车辆、行人或障碍物,以提高自动驾驶车辆发现并鉴别障碍物的能力。

  同时,自动驾驶车辆上的各类传感器所获取的空间大数据,需要空间分析方法提供算法支持,处理相互间的拓扑关系、方位和距离等,支持自动驾驶路线规划,以及大规模实现自动驾驶后的智能交通统筹,在自动驾驶决策和管理系统中发挥重要作用。

  目前,百度、高德、四维图新等多家具有导航电子地图制作测绘资质的企业已经进入自动驾驶领域,提供全面的空间位置信息服务,并日益成为推动自动驾驶技术发展的重要力量。

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