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无人驾驶汽车需要一种全新的地图

2014-12-19 10:59:10来源:cnBeta.COM 编辑:ToMe浏览:

无人驾驶汽车将需要一种全新的地图。诺基亚HERE地图部门正在打造整合道路细节和交通信息的高清地图。据其首席设计师斯基尔曼称,跟人们平常使用的逐向 导航地图不同,无人驾驶汽车地图必须要做到三点:高清;实时,时刻更新交通事故、道路封锁等方面的信息;将人的心理考虑在内,赢得人们的信任。

诺基亚HERE在制作整合道路细节和交通信息的高清地图

以下是文章主要内容:

当车子以不寻常的速度穿过伦敦复杂的街道,驶向萨里郡的时候,乘客肯定觉得有点不安。选定目的地后,他们也就交出了汽车的操控权。他们无法跟“司机”沟通,但他们可以在地图上查看进度。

诺基亚HERE地图部门首席设计师彼得·斯基尔曼(Peter Skillman)表示,无人驾驶汽车的地图必须要做到让人放心。他最近拜访《连线》旧金山办公室,讲述HERE为无人驾驶汽车打造高清地图的计划。他展示了一张他最近在伦敦的一家古地图商店买下的地图。斯基尔曼称,地图可以推动向新技术的过渡。

无人驾驶汽车需要的地图跟人们现在使用的逐向导航地图有几个重要差异。它们必须要高清。米级分辨率地图对于GPS导航或许够用,但无人驾驶汽车将需要能够告诉它们路边具体在什么位置(精确到几厘米之内)的地图。它们还需要是实时的,时时刻刻都在更新的,需要含有交通事故、道路封锁等方面的信息。最后,它们将需要将人的心理考虑在内,需要赢得乘客的信任。“让无人驾驶变得可行的关键在于,不忽略驾驶者因素。”斯基尔曼说道。

据谷歌联合创始人谢尔盖·布林(Sergey Brin)称,无人驾驶汽车最早将于2017年上路行驶,较为保守的估计则是2020年代,也有唱反调的人认为该类汽车永远都无法上路。上路时间上还没有定论,但无可否认的是,汽车已经变得越来越自动化了,越来越多的新车型引入自适应巡航控制系统,未来的新车也将引入辅助平行停车功能。人们的关注大多聚焦在汽车的传感器、其它技术以及潜在的法律问题(例如,如果无人驾驶汽车引发事故,应该怪责谁呢?要是汽车被黑客入侵呢?)上,但有另外一个重要的元素被忽略了:地图。

地图绘制过程

HERE从行走于柏林高速公路的车辆收集到的探测数据

跟常见的数字地图一样,HERE以利用卫星和航拍图像作为制造高清地图的第一步。那些地图还引入来自卡车公司和其它合作伙伴所有的车辆内的GPS设备的匿名“探测数据”。这些数据包含方向和道路交通速度方面的信息,HERE的收集频度达到每个月1000亿个数据点。而地图接收到的最详尽的信息来自数百辆配置GPS、摄像头和激光雷达测距装置的汽车。

该车队是由加州大学伯克利分校两个街区以外的一栋普通建筑协调安排。那些车载传感器的发明者是现年38岁的澳洲人约翰·利斯特夫斯基(John Ristevski)。他是HERE的现实捕捉团队负责人。

汽车在行驶的时候,该激光雷达系统会旋转,射出32个激光束,以及分析反射回来的光。利斯特夫斯基称,它每秒可收集70万个数据点。车上的惯性传感器可追踪汽车的颠簸、摇晃和偏航情况,激光雷达数据因而能够针对车子的位置进行纠正,并应用于创建车子驶过的道路的3D模型。激光雷达仪器的射程最高达到10到15层楼高。街道方面,它的分辨率可精准到几厘米。

配备GPS、激光雷达装置和摄像头的HERE汽车

地上的标线和路标在激光雷达图像上很显眼,因为它们涂有反光漆油。HERE同时利用计算机视觉算法和人工来提取这种信息,并拿来自汽车摄像机的图像进行比对(类似于谷歌从它的街景图像提取类似的信息)。

HERE给大约200辆汽车配置了利斯特夫斯基设计的传感器系统,配置旧式设备的车辆数量也差不多。他们演示了一辆行李架上装有传感器设备的鲜蓝色大众捷达货车。在该车子上,前座乘客放脚的位置放着电池组和配有1TB硬盘的定制Linux机器。司机通过装在他右侧的平板电脑打开系统后,图标就会变绿,指示摄像头和其它的传感器在运转当中。接着,界面上出现逐向导航信息,提供地图所绘制领域每一条街道的最佳行驶路线。

在过去的15个月里,HERE部署的那些车辆在六个洲的30个国家共计行驶了200万公里(约合120万英里)。HERE在无人驾驶汽车地图领域的主要竞争对手谷歌则主要是在其山景城总部附件行动,它的车辆据称已行驶了2000英里。(美国道路网络覆盖400万英里。)HERE伯克利办公室的实时地图可显示哪些汽车处于行驶状态。绿色标签指示所部署的汽车正积极地在西海岸绘制道路地图,另有几个标签指示澳大利亚的司机刚刚出发。欧洲和东海岸的标签则呈灰色,说明已经完成当天的行驶绘制工作。

利斯特夫斯基说,高清地图将会告知无人驾驶汽车它的行驶路线上会有些什么。“如果只是给汽车配置实时检测周围情况的传感器,而没有现存物体方面的先验信息,那会很麻烦。”他说,“地图至关重要。”

一大挑战

当然,道路状况瞬息万变,地图制作者的另一个挑战在于如何检测像交通事故、道路封锁这样的事情,并尽可能地接近实时更新它们的地图。未来的无人驾驶汽车上的传感器或许能够通过蜂窝数据网络给HERE的云端地图传送信息,但要避免发生事故,这种信息传送方式可能还不够快速。据斯基尔曼称,旧金山的汽车将其数据发送到北卡罗来纳州的数据中心及获得回应需要耗费几秒钟。斯基尔曼说,将响应时间缩减至几十毫秒——汽车转换车道避开前面的另一辆车辆发现的某种残骸所需的时间——将需要应用程序运行在LTE网络上,能够本地访问。

让无人驾驶汽车转向避开道路上的残骸,会是令人惊叹的技术,但你要是作为乘客不知道正出现什么状况,也是很可怕的事情。这就要说回斯基尔曼有关地图作为人类心理和可能令人恐惧的新技术之间的调解者的观点。最新调查发现,88%的美国人会为乘坐无人驾驶汽车而担忧。斯基尔曼表示,让人们信任无人驾驶汽车的关键在于,提供符合其期望的体验。他指出,如果汽车能够提前提示它准备要变换车道避开某些残骸,然后这么做,那它将会开始赢得乘客的信任。

斯基尔曼在他的笔记本电脑上展示了几个用例——展示你在装有导航系统的车子的中控台上会看到的那种地图的短片。例如,地图上弹出动态箭头来指示汽车即将要变换车道;地图上弹出黄色括弧和惊叹号,说明路边有人走过,由此提醒乘客车子可能会突然变向避开那个行人。

斯基尔曼还播放了一个动画:驱车穿过芝加哥街道的3D短片。他说,通过给乘客展示他们处在什么地方,前往什么地方,这种概观会有助于他们保持镇定。乘客能够看到右转标符冒出,并理解当中的缘由。斯基尔曼称,在给无人驾驶汽车设计地图的进程中,制图员必须要不断创造这种解决方案。“我们需要开发一种全新的视觉语言,从而让你能够在行程中随时知道车子具体想要做什么。”

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