高精地图在无人驾驶领域的作用及现状解析

本文摘要:高精地图作为无人驾驶范畴的稀缺资源以及刚需,在整个范畴饰演着焦点脚色,能够接济汽车预先感知路面复杂信息,如坡度、曲率、航向等,连系智能路径规划,让汽车做出准确计划。 本文由浩数资源整顿编写完成,并引用了部门券商研报,文末可查看资料来历。 1

高精地图作为无人驾驶范畴的稀缺资源以及刚需,在整个范畴饰演着焦点脚色,能够接济汽车预先感知路面复杂信息,如坡度、曲率、航向等,连系智能路径规划,让汽车做出准确计划。

本文由浩数资源整顿编写完成,并引用了部门券商研报,文末可查看资料来历。 

1 高精地图在无人驾驶范畴的感化 

跟人类驾驶员的驾驶过程日常,主动驾驶也需要经由感知、高精定位、决议、节制四个步调。人类的感知经由眼睛、耳朵,主动驾驶则经由激光雷达、毫米波雷达、摄像头、惯导系统等传感器。接着是高精定位,人经由将看到听到的情况信息与记忆中的信息对比,判断出本身的位置和偏向,主动驾驶则需要将传感器汇集的信息跟储存的高精地图对比,判断位置和偏向。最后人类驾驶员思虑判断后操控汽车开向目的地。主动驾驶经由人工智能算法决议做出车道及路径规划,给制动、转向、加快等节制器下达指令,节制车辆开往目的地。在主动驾驶过程中,高精地度起到了高精度定位、辅助情况感知、规划与计划等功能。

高精度定位:把主动驾驶汽车上传感器感知到的情况信息与高精地图对比,获得车辆在地图中的正确位置,这是路径规划与决议的前提。

辅助情况感知:在高精地图上标注具体道路信息,辅助汽车在感知过程中进行验证。好比车辆传感器感知到前方道路上的坑洼,或许在跟高精地图中数据对比,假如地图中也标记了同样的坑洼,就能起到验证判断的感化。

规划计划则:是操纵云平台认识传感器感知不到区域(好比几公里外)的路况信息,提前避让。

图1

2 高精地图与通俗导航地图的区别

高精地图与目前常见的导航地图(好比车载导航地图)比拟有很大分歧,首要表现在使用者分歧、用途分歧、所属系统分歧、要素和属性分歧。导航地图的使用者是人,用于导航、搜刮。而高精地图的使用者是争论机,用于高精度定位、辅助情况感知、规划与决议。是以导航地图在车内属于车载信息娱乐系统,带显示屏,而高精地图属于车载平安系统,不需要屏幕。要素跟属性方面,导航地图仅包含简洁道路线条、信息点(POI)、行政区划鸿沟,而高精地图包含具体道路模型,包孕车道模型、道路部件、道路属性和其他的定位图层。

高精地图发展现状,无人驾驶高精地图

(资料起原:高德,中信建投证券研究成长部)

高精地图分为两个层级,最底层的是静态高精地图,上层是动态高精地图。

静态高精地图中包含了车道模型、道路部件、道路属性和其他的定位图层,这是现阶段图商重点在做的。首先高精地图要知足车道级的主动驾驶导航,是以需要包含道路细节信息,如车道线、车道中心线、车道属性转变等,好比能让汽车知道哪些区域是虚线可以变道。此外车道模型中还需要包含道路的曲率、坡度、航向、横坡等数学参数,好让车辆可以精确的转向、制动、爬坡等。这些信息组成了车道模型。还需要包含交通标记牌、路面标记等道路部件,还要标注出特别的点如 GPS 消散的区域、道路施工状况等。

高精地图由静态地图和动态地图构成

图3

(资料滥觞:高德,中信建投证券研究成长部)

静态高精地图包含的属性

图4

(资料起原:中信建投证券研究成长部)

高精地图包含曲率、坡度、航向、横坡等数学属性

图5

(资料滥觞:高德,中信建投证券研究成长部)

在静态高精地图之上,还需要增加动态高精地图,好比道路拥堵情形、施工状况、是否有交通事故、交通管制环境、天色情形等动态交通信息。因为路网天天都有转变,如整修、道路标识线磨损及重漆、交通标示改变等。这些转变需要实时反映在高精地图上以确保无人车行驶平安。实时高精地图有很高的难度,但跟着越来越多载有多种传感器的无人车行驶在路网中,一旦有一辆或几辆无人车发现了路网的改变,过程与云端通信,就或许把路网更新信息告诉其他无人车,使其他无人车加倍伶俐和平安。

图6

3 高精地图等贸易模式

改变交付模式,图商转型办事商

动态地图需要实时更新,这使得图商传统的发卖离线的 license 的贸易模式起头显现改变。为了知足高精地图的实时更新,需要多级采集系统,采用自由采集系统、行业采集系统、社会采集系统多方融合的体式来完成。

自由专业采集系统是图商本身的高精专业采集车、全景 ADAS 采集车上路采集,方式跟第一步静态高精地图的生产平常。其次是行业采集生态,如物流车、出租车等车辆上的 GPS 、摄像优等传感器能传回实时的道路轨迹和路况信息,这也是目前导航地图中采集交通动态信息的方式之一。

众包模式,稀奇是 UGC 模式的主要性在将来将赓续提高。在主动驾驶时代,每辆车上的激光雷达、摄像优等传感器都在实时采集道路信息,这些采集的信息上传云平台后进行数据处理,经由激光点云识别手艺、运用深度进修方式的图像识别手艺以及大数据的处理能力实现主动化验证及人机交互式验证实现动态高精地图的实时更新。

高精地图需要实时更新的特征打破了曩昔图商只是向主机厂或者车载信息娱乐企业发卖 License 的贸易模式,起头向地舆信息数据办事商转型。并且主要性也大幅上升,传统汽车中,导航地图只是车主选配的功能。在主动驾驶汽车里,高精地图是不行或缺的焦点部件。图商在家产链中的脚色正在逐渐从传统汽车时代的供给商改变为主动驾驶时代的主要介入者、合作者、办事商。当然图商的贸易模式在从 license 向service 的转型过程中还有多少问题需要战胜。好比若是汽车的交付模式没有变,依然是主机厂过程 4S 店将车辆发卖给客户的钱货两清模式,那么后续地图办事的费用该若何收取。

图7

(资料起原:高德,中信建投证券研究成长部)

改变合作模式,高精地图向 C 端延伸

除了向车厂或者主动驾驶出行办事商供应地舆信息数据办事这种 B 端的买卖,高精地图也会向 C 端延伸。

因为地图是用户获守信息的焦点进口之一,特殊是在主动驾驶这种场景下,乘客经由车载地图搜刮周边的商铺、酒店、片子院等,选为目的地后让车辆主动行驶曩昔。甚至或许直接在地图上查看市肆的评价,并下单付出,实现流量的多途径变现,从而将如今移动互联网的生态完美的移植到主动驾驶时代。

跟着竞争和博弈的加剧,高精地图的行业生态可能会朝着以下几种情形成长:

假如 C 端收入丰厚,B 端收费下降甚至免费。假如 C 端买卖的收入非常丰厚,那么用户量才是地图运营商最关心的,为了扩大用户量,必定会降低 B 端的收费来扩大车厂前装的市场份额。甚至像手机导航 APP 一般最后酿成免费。

车厂收购图商。高精地图处于主动驾驶的焦点地位,且需要车辆实时与云平台同步。车厂为了不将数据传到第三方平台,同时为自身转型出交运营商奠基根本可能会收购高精地图公司。好比奔腾、宝马、奥迪收购高精地图商 HERE 剑指主动驾驶。

出行办事商自建高精地图。好比百度的高精地图是其整个主动驾驶开放平台的主要构成部门。Google 的高精地图今朝只办事其本身旗下的主动驾驶,披露的信息也非常有限。Uber、通用 Cruise 等也都在结构高精地图。

Mobileye 众包模式 VS  Google 集中模式

今朝主流的高精度地图数据采集首要包孕以 mobileye 为代表的众包模式和以高德为代表的集中制图模式。

Mobileye:众包模式建造高精度地图的代表

Mobileye 要做的高精度地图 Roadbook (路书)首要针对主动驾驶景象,该地图将重点放在路上的各类导流标记、标的标识、旌旗灯等,依靠这些成立的路标,从微观上内行驶过程中为车辆供应指引。这种收集体式能够改善由整到零那种传统体式所带来的高成本、速度慢的谬误。为此,mobileye 需要和整车厂合作,借助分歧品牌大量级的车辆上摄像头获取到的数据,可以作为地图的数据起原,或许包管数据的更新率;跟着车载传感设备的普及,地图建造的效率也会逐渐提拔。

众包模式相关厂商

高精地图发展现状,无人驾驶高精地图

(资料来历:长江证券研究院)

Google:专业地图测绘车集中制图模式

谷歌针对主动驾驶,提出推出全新高精度地图,使用革新的丰田汽车,进行高精度地图测绘,今朝已经累积了跨越 120 万英里无人驾驶里程。今朝,该地图首要供自家的无人驾驶汽车使用。

高精地图数据采集体式

图9

(资料滥觞:长江证券研究院)

将来两种模式有望实现共存:以高德的高精度地图为例,因为地图采集车造价高出了800 万人民币,奋发的造价限制了地图数据大局限、高频率的采集更新,是以这部门数据仅作为高精地图根本数据,别的,高德设计行使阿里的菜鸟物流车、神州专车等半社会化商用车,以众包模式对高精度地图实现数据增补。

集中模式 VS 众包模式

高精地图发展现状,无人驾驶高精地图

4 高精地图的高准入门槛

因为地图行业涉及国度秘密,政策壁垒将各类国外图商挡于门外,为国内高精地图企业缔造了不乱成长的契机。以政策导素来看,国内高精度地图市场必将是国内厂商所主导:因为政策对国内图商的鼓励和对外资公司排斥,国内高精度地图行业必将由内资所主导,国外埠图巨头很难进入。

以严厉的图商准入制为基调:由比来几年频仍出台的政策或许看出,国度越来越正视地图财产的成长,以完美地图市场治理机建造为政策起点,制订严厉的市场准入政策,对图商天资进行审查,并将不合适天资的图商踢出市场。

针对外资图商完全排斥:因为地图行业涉及到国度秘要,所以禁止外资企业开展地图采集工作。针对互联网办事和信息办事买卖,也实施了严酷的外资准入轨制,外资比例必需低于 50% 。

政策壁垒

2014 年,国度测绘局印发修订后的《测绘天资分级尺度》,要求申请天资测绘单元单子同时达到通用尺度和响应的专业尺度,包罗:大地测量、测绘航空摄影、摄影测量与遥感、地舆信息系统工程、工程测量、不动产测绘、海洋测绘、地图编制、导航电子地图建造、互联网地图办事。个中导航电子地图建造和互联网地图办事是关系到可否开展车载高精度地图买卖的前提前提。

互联网地图办事天资:进入地图相关行业必备天资

2012 年,国度测绘局共审核核准包罗百度、新浪、腾讯、搜狗等的 166 家票据为互联网地图办事甲级测绘天资单元单子。

甲级单元单子要求:                                       

至少要有 5 名具备国度级地图平安审校资格的人员,且必需有自力地图引擎,这两项关头指标,一个是人才指标,一个是焦点手艺的指标。

乙级单元单子要求:

至少要有 2 名具备省级地图平安审校资格的人员,乙级天资票据更适合从事公共类的LBS 办事,这也相符 check  in 、手机地图、手机导航等浩繁 LBS 应用商的实际环境, 即专注于应用层面的开发和运营。而包罗根蒂地图数据的处理和维护,甚至地图 API 接口在内,都是与更专业的甲级天资单元单子进行 B2B 的合作,直接挪用。没有地图天资的单元单子,也可过程与拥有甲级或乙级天资的票据合作,取得响应的使用授权。

图11

(数据起原:长江证券研究所)

资源壁垒

巨额前期投入,普通企业无法承担。地图建造是一个繁复的过程,今朝,就拿通俗的互联网地图来看看,大致是经由实采和卫星遥感而成。经由开车沿着道路行驶,记录道路实景数据(如限速标记、路牌),经由卫星遥感,生产小比例尺下显示路网以及邃密区域道路(如小区道路)。

高精度地图信息的收集比拟于通俗地图对信息的需求更大,行驶路段都需要配备激光雷达的数据采集车进行实测。例如四维图新拥有 600 辆数据采集车,或许采集全景影像数据、路面影像数据、亚米级高精度 GPS 数据、路测近距离激光雷达等高精度数据,是以破费会更高。是以高精度地图是一个资金密集型的行业,成长优势大,边际成本低。

从日本、欧美导航电子地图成长履历来看,颠末前期快速成长到后期激烈市场竞争,国际规模内排名前五的地图供给商垄断出中国市场外 95% 的市场份额。国内就前装地图市场而言,三大图商占有 99% 的市场份额。造成这种市场构造是因为地图数据的采集和维护占固定成本绝大比重,在与竞争敌手投入相当的情形下,没有不乱市场份额和优越的盈利,无法与其他具有先发优势并已形陋习模的敌手竞争。

行业壁垒

高精地图作为 ADAS 主要一环,涉及到主动驾驶的平安性问题。整车厂在进行地图供给商拔取时,必将经由持久测试和慎重选择,一旦确定就很难改换。行使整车厂相对封锁的供给链,图商的先发优势显着。以传统前装地图为例,今朝首要有四维图新、高德和易图通三家地图供给商,占有 99% 的前装地图市场份额,这三家地图供给商因为具有各自不变的整车厂客户群体,是以整体前装市场款式很难发生较大改变。

传统前装市场的市场款式(2016 年)

图12

(资料来历: 艾媒咨询,长江证券研究所)

5 国外高精地图玩家

国外的高精地图首要有 Here 、TomTom 、Waymo(原 Google 地图)等老牌图商,此中 Waymo 的高精地图今朝仅用于本身的无人车披露信息非常少。此外因为美国的地图测绘政策限制较少,是以成为高精地图创业者的天堂,比力有名的初创公司DeepMap 、CivilMaps 、lvl 5 、Carmera 。初创企业往往有一个本身主打的算法手艺,好比 CivilMaps 能将 1T 的激光雷达点云数据压缩到 8MB,Carmera 融合摄像头和激光雷达的图像获得更好的传感效验等。然则云端的存储、运算、通信能力是初创企业遍及的短板。别的 Uber 、通用 Cruise 等也都在结构高精地图。

奔跑、宝马、奥迪收购 HERE,构建高精地图联盟

Here 前身为美国地图公司 NAVTEQ,2008 年被诺基亚以 81 亿美元的价钱收购NAVTEQ,并入本身的 Here 地图部门。2015 年 4 月,诺基亚颁布剥离 Here 部门,吸引了宝马、奔腾、奥迪、谷歌、Uber、Facebook、百度、腾讯(结合四维图新)来竞标。最终奔腾、宝马、奥迪且则构成的结合体以 28 亿欧元(约 31 亿美元)全资收购 Here,三家各占 1/3 的股权。Here 的地图数据笼盖约 200 个国度,跨越 4600 万公里。

在北美以及欧洲市场,HERE 地图为 80% 有导航功能的轿车供应地图数据(2015 年数据),每年高出 1000 万辆新车安装了 Here 办事,宝马、奔跑、丰田、日产均为其客户

为了推进主动驾驶、高精地图联盟,HERE 先后引入了 Intel (15%)、博世(5%)、大陆(5%)、前锋(1%)的投资,涵盖了芯片、传感器等解决方案。与Intel 的合作将结合开发一个高度可扩展的概念验证架构,支撑高度和周全无人驾驶中的高清地图进行实时更新,双方还将摸索物联网和机械进修范畴的机会。与博世、大陆、前锋合作,使用他们的车载传感器(激光雷达、毫米波雷达、摄像甲等)来实时更新地图。

图13

(资料起原:wikipedia,中信建投证券研究成长部)

HERE 的成长也从一个侧面折射出车企正在抱团迎接主动驾驶时代的转型。 2015 年收购的时候,外界并不看好奥迪、宝马、奔腾为了收购而暂时构成的松散结合体,然则在收购后的三年里,HERE 的成长很不错,而且经由引入计谋投资的方式深度绑定合作伙伴。而车企的抱团却愈演愈烈,2018 年 3 月,奔腾和宝马公布将两个公司的汽车共享、按需出行、网约车、泊车、充电这 5 大买卖归并,成立合资公司各占 50% 股份,配合加快向出行办事商转型。

国内高精地图玩家

和美国分歧,我国有斗劲严厉的地图测绘政策限制,今朝拥有「导航电子地图天资票据名单」的企业有 14 家。离别是四维图新、高德、长地万方、凯德、易图通、城际高科、国度根蒂地舆信息中心、科菱航睿、光庭信息、浙江省第一测绘院、江苏省根蒂地舆信息中心、灵图、树德空间信息、滴图科技。百度地图就是经由子公司长地万方开展导航电子地图测绘的。

国内的地图行业呈现鼎足之势的状况,百度地图、高德(阿里)、四维图新(腾讯),其背后是互联网巨头对地图进口的争夺。当然主机厂也不会将主动驾驶时代的附加盈利拱手让给科技公司,好比上汽一方面跟阿里成立了合资的斑马收集,开发了车载操作系统,里面使用了高德的地图,一方面又向高精地图初创公司中海庭。

今朝国内有 14 家地图具有导航地图甲级天资,四维图新、高德、易图通瓜分车载导航的前装市场,一共占有 98% 的市场份额。凯树德以 70% 的市场占有率在后装市场桂林一枝占有,今朝这些公司或已经被互联网巨头所收购,或被其入股。

图14

(资料起原:长江证券研究所)

7 高精地图市场猜测

我国车载地图市场分为前装和后装两部门。前装地图产物是指汽车出厂以前安装在整车上的地图产物,是原厂车自己的构成部门,集成杰出,需要整车质保,质量要求高,价钱相对也较高;后装地图产物是指汽车出厂今后,按照用户要求安装在整车上的车载地图产物零丁出售,售价低,门槛低,走差别化、个性化的路线。

跟着车载电子前装化以及消费者对地图产物认知度的大幅提拔,今朝前装车载地图正逐渐向中低端车渗透,挤压后装市场空间。按照易观国际数据显示 2015 年中国车载地图系统前装市场出货量达 371.2 万台,较 2014 年同比增进 47.8% 。Frost& Sullivan 的数据同时指出,从 2006 年到 2015 年,中国车载前装地图市场销量及装配率持续增进,从 2006 年 3.81% 的装配率一度增进至 2015 年的 17.6%,创下汗青新高。由此可见,中国前装车载地图市场成长迅猛且将来仍有广漠的空间。

汽车地图系统前装市场增进敏捷

图15

(资料来历:易观智库,国海证券研究所)

海外研究高精地图单车价值约为 200 美金,跟着主动驾驶汽车在 2020 年后的量产涌现将迎来高速增添。因为国外高精度地图成长相对更为成熟,相关市场估算更具参考价值,凭据高盛对高精度地图全球市场判断,估计将来的十五年高精度地图行业将迎来黄金成长期,到 2020 年高精度地图市场为 21 亿美元,2025 该市场将达到 94 亿美元。比拟而言,国内高精度地图贸易模式尚未清楚,将来具体市场巨细难以预判,然而凭据国内汽车市场约占全球车市 30% 的份额,跟着国内高精度地图手艺和贸易模式逐渐成熟,国内高精度地图市场也不容小觑。

全球高精度地图市场展望

图16

(资料起原: Goldman Sachs Global Investment Research,长江证券研究所)

8 结语

高精地图作为无人驾驶范畴的稀缺资源以及刚需,在整个范畴饰演着焦点脚色,能够接济汽车预先感知路面复杂信息,如坡度、曲率、航向等,连系智能路径规划,让汽车做出准确计划。因为高精地图涉及到国度平安等多方面身分,今朝拥有导航电子地图甲级天资的企业一共只有 14 家,且短时间内较难开放更多的派司,阿里、腾讯、百度纷纷过程收购图商的体式拿到该天资。尤其是在传统前装地图范畴,今朝首要有四维图新(腾讯)、高德(阿里)和易图通(阿里)三家地图供给商,占有 99% 的前装地图市场份额,这三家地图供给商因为具有各自不乱的整车厂客户群体,是以整体前装市场款式很难发生较大改变。

作者之前对家了几家海外高精地图的优质企业预备回国设立公司,因为派司的问题,需要经由与国内图商合作的格局来开展国内买卖。

别的,高精地图的贸易模式正慢慢从图商转地舆信息数据办事商转型,在此过程中还有许多问题需要战胜,尤其是在后续地图办事费收取的问题上。

因为该贸易模式还在索求中,是以很难给出精确的市场规模估量。假设仅经由向车厂(或出交运营商)按年收取办事费,2017 年国内汽车保有量是 2.17 亿辆,按每辆车每年收 100 元办事费,市场规模跨越 200 亿元。当然,这只是一个简洁的假设,后面索求的道路还有很长。

滥觞:电子发烧友网

本文地址:https://www.d1ev.com/news/jishu/72972

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