【探討高精3D地圖對無人駕駛汽車的重要性】當(dāng)一輛自動駕駛汽車端詳這個世界時(shí)，它會看到很多東西。它有測量與旁邊汽車距離的雷達(dá)，它有捕捉街道上彩色影像的攝像頭，它的激光雷達(dá)傳感器會發(fā)射激光脈沖測量周圍環(huán)境。對于任何一輛由機(jī)器人駕駛的汽車而言，行車過程中最重要的部分之一不是它看到了什么，而是它事先對于它途徑路段的情況知道多少。

這個機(jī)器人需要一張地圖，但不是隨隨便便一張地圖——這些汽車需要有關(guān)周圍環(huán)境的3D信息，這些信息要持續(xù)更新，精確到厘米。在街道上行駛時(shí)，自動駕駛汽車會每天收集超過1T的數(shù)據(jù)，足以刻滿1400張光盤。然而，自動駕駛汽車的眾多傳感器傳來如此詳細(xì)的信息，傳到網(wǎng)絡(luò)（例如互聯(lián)網(wǎng)）是不經(jīng)濟(jì)的。

公司必須依靠人力把數(shù)據(jù)從一個硬盤轉(zhuǎn)到另一個硬盤，這個過程有時(shí)被稱為“人力網(wǎng)絡(luò)”(sneakernet)，因?yàn)楣こ處焸冮_玩笑說，硬盤的轉(zhuǎn)移速度是他們的腳速。

數(shù)據(jù)收集是一場旨在積累實(shí)體世界知識的激烈競爭的一部分，這些知識可以用來訓(xùn)練新一代汽車。研究人員希望，基礎(chǔ)層的信息最終將不僅用于交通和物流，還用于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，成為真實(shí)世界的模擬，可以被所有機(jī)器人、無人機(jī)或汽車使用。

然而，實(shí)現(xiàn)這種可能的第一步是為自動駕駛汽車開發(fā)有效的數(shù)字地圖技術(shù)。繁瑣的數(shù)據(jù)存儲只是困擾很多硅谷最聰明的工程師的諸多技術(shù)問題之一。沒有更精確的3D地圖，被大肆宣傳的自動駕駛汽車革命的實(shí)現(xiàn)將會慢得多。

曾負(fù)責(zé)運(yùn)營谷歌地圖(GoogleMaps)并聯(lián)合創(chuàng)立谷歌地球(GoogleEarth)前身公司的地圖專家布萊恩?麥克倫登(BrianMcClendon)表示：“這是一個非常困難的問題?！痹陔x開谷歌后領(lǐng)導(dǎo)優(yōu)步(Uber)地圖繪制工作的麥克倫登去年離開硅谷，步入堪薩斯州政壇。他現(xiàn)在擔(dān)任由他的前谷歌同事創(chuàng)建的地圖繪制初創(chuàng)企業(yè)DeepMap的顧問。

他表示，這些地圖對于自動駕駛汽車非常重要，原因不僅僅在于提供地理位置信息，還“在于它減少了自動軟件為識別周圍環(huán)境所必須做的工作量?！?/span>

他表示，通過將周圍實(shí)際環(huán)境與地圖中的預(yù)測進(jìn)行對比，它們可以將注意力只集中在不同點(diǎn)上，例如識別行人或自行車。

過去一年，自動駕駛汽車研究領(lǐng)域的投資達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄水平，同時(shí)用于改善地圖繪圖的資金激增。CivilMaps、DeepMap和Lvl5等初創(chuàng)企業(yè)吸引了來自谷歌、蘋果(Apple)和特斯拉(Tesla)的地圖工程師，它們已籌集逾4000萬美元資金。

與此同時(shí)，最大的自動駕駛汽車公司全都擁有自己的地圖系統(tǒng)。Alphabet的地圖繪制能力就被認(rèn)為是其自動駕駛汽車部門Waymo的一個關(guān)鍵優(yōu)勢，后者已經(jīng)完成了超過400萬英里的自動駕駛測試。Alphabet擁有谷歌地圖、谷歌地球、谷歌街景(GoogleStreetView)以及追蹤實(shí)時(shí)交通路況的導(dǎo)航應(yīng)用程序Waze。

由于3D地圖的復(fù)雜性，業(yè)內(nèi)就是否將這些虛擬展示稱為“地圖”發(fā)生了激烈爭論。收集的信息可以被大致分為幾個層次：人行道、建筑物以及樹木的物理位置；道路標(biāo)志和交通信號燈；以及自動駕駛汽車應(yīng)該如何行駛，比如觀察限速標(biāo)志等。準(zhǔn)確性問題也非常重要，即使是微小的變化也會產(chǎn)生影響，如每年移動幾英寸的地質(zhì)板塊。

DeepMap首席運(yùn)營官羅維表示：“用‘地圖’一詞描繪它是不準(zhǔn)確的?！彼鼉A向于將它看作是一個可以為汽車提供周邊環(huán)境信息的軟件。她的同事、DeepMap創(chuàng)始人吳夏青(JamesWu)則將這些地圖描述為自動機(jī)器人“大腦的一部分”，讓它能夠理解自己的位置。

Here的自動駕駛地圖主管拉爾夫?赫爾威奇(RalfHerrtwich)表示：“我傾向于將地圖看作所有自動駕駛汽車的‘集體記憶’?！彼_玩笑地說道：“這幾乎像是一個培訓(xùn)自動駕駛汽車的駕校。”Here曾是諾基亞(Nokia)旗下的地圖部門，2015年一個由德國汽車廠商組成的財(cái)團(tuán)以28億美元收購并持有其多數(shù)股份。

無論它們被稱作什么，制作這些地圖都非常困難。地圖中使用的大量數(shù)據(jù)是一個難題。另一個挑戰(zhàn)是必須持續(xù)更新，從而讓它們能為汽車提供最新信息。

地圖初創(chuàng)企業(yè)CivilMaps的首席執(zhí)行官斯拉萬?普塔貢塔(SravanPuttagunta)表示：“很多公司都不知道如何存儲他們的數(shù)據(jù)，這也是為什么自動駕駛汽車被‘地理圍欄’圈住了。它們不可能在車廂中載下所有數(shù)據(jù)，所以只能被限制在特定區(qū)域內(nèi)?！?/span>

CivilMaps正在試圖解決這個問題，它簡化地圖數(shù)據(jù)以方便管理，但迄今還沒有單一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)勝出。此外，生成這些地圖所需的人工智能還遠(yuǎn)非完美。往往需要人力來檢查地圖上的標(biāo)簽，評估是否需要更新，以及分析試駕過程中汽車出現(xiàn)錯誤的原因。

為AI提供人力培訓(xùn)的ScaleAPI公司的工程師AlexandrWang表示：“關(guān)于AI真正沒有談到的一件事情是，要讓這項(xiàng)技術(shù)真正發(fā)揮作用，背后到底需要多少人力？”

“當(dāng)這些公司試圖生產(chǎn)自動駕駛汽車的時(shí)候，他們需要一大群人來檢查和仔細(xì)標(biāo)記這些地圖，就像以前的谷歌地圖一樣?！?/span>

另一大挑戰(zhàn)是該行業(yè)的深度碎片化，對于高精3D地圖沒有明顯的通用標(biāo)準(zhǔn)，各家公司也不會共享任何數(shù)據(jù)，因?yàn)樗麄冋J(rèn)為這是重要的專有信息。

“每家公司都在努力開發(fā)自己內(nèi)部的高精地圖解決方案，以便滿足自己的自動駕駛汽車需求，而這沒有規(guī)模效應(yīng)，”DeepMap的吳夏青說，“這就像在重新發(fā)明車輪，浪費(fèi)了大量資源。這也可能是阻止自動駕駛汽車成為商品的原因之一?！?/span>

由于各家公司不共享地圖數(shù)據(jù)且使用的是不同的標(biāo)準(zhǔn)，所以他們不得不為計(jì)劃進(jìn)入的每個新城市創(chuàng)建新的地圖。AlexandrWang表示：“在某些地區(qū)這將耽誤部署?！?/span>

每個城市不同的駕駛規(guī)則也意味著必須對軟件進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)整。AlexandrWang說：“進(jìn)入每個地區(qū)都不得不重做軟件?！?/span>

對專業(yè)3D地圖不斷擴(kuò)大的需求，導(dǎo)致了Here與衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備制造商TomTom等業(yè)內(nèi)老牌企業(yè)與DeepMap等新興企業(yè)之間的競爭。盡管這些初創(chuàng)公司只專注面向全自動駕駛汽車的地圖，但Here和TomTom相信，即使在自動駕駛汽車大規(guī)模推廣之前，高精地圖也將非常有用，因?yàn)樗鼈儗⒂兄陂_發(fā)先進(jìn)的駕駛員輔助技術(shù)。

TomTom的自動駕駛部門主管威廉?斯特里博施(WillemStrijbosch)表示，無人駕駛汽車所需的地圖與當(dāng)前地圖應(yīng)用不同，因?yàn)樗鼈儾粌H僅用于導(dǎo)航，還需要“承擔(dān)安全關(guān)鍵功能”。

“另一個不同之處在于你不能再用GPS作為在地圖上進(jìn)行定位的唯一手段，”他補(bǔ)充說，因?yàn)檫@一全球定位系統(tǒng)對于自動駕駛汽車而言并不夠精確?！?/span>

傳統(tǒng)汽車地圖繪制商認(rèn)為，高精地圖將在未來幾年成為一項(xiàng)重要的收入來源。

“像電視的發(fā)展一樣，從傳統(tǒng)電視到高清和4K，一旦發(fā)展起來，就不會走回頭路，”赫爾威奇表示，“我們認(rèn)為，未來我們銷售的大部分地圖都將是高精地圖?！?/span>

業(yè)內(nèi)人士也同意整合浪潮不可避免的說法?！翱纯催@一領(lǐng)域公司的數(shù)量就知道這不符合經(jīng)濟(jì)學(xué)，”TomTom的斯特里博施說，“固定成本非常高，所以只有少數(shù)公司能笑到最后?！?/span>

監(jiān)管方面可能出現(xiàn)的反彈將加劇該行業(yè)面臨的技術(shù)問題。正如谷歌地球的推出使得一些房主以隱私為由堅(jiān)持要求將他們房產(chǎn)的影像從地圖中抹去、谷歌街景對車牌和人臉進(jìn)行模糊處理一樣，高精地圖繪制者也必須應(yīng)對隱私方面的擔(dān)憂。雖然這些地圖中的大多數(shù)不會向消費(fèi)者直接提供——它們被用于與機(jī)器人大腦溝通，而非乘客——但其中包含的高精度細(xì)節(jié)可能引發(fā)隱私保護(hù)倡導(dǎo)者的警惕。

曾在奧巴馬(Obama)政府時(shí)期擔(dān)任運(yùn)輸部長的安東尼??？怂?AnthonyFoxx)表示，繪制地圖以及在不同車輛之間共享信息是政府應(yīng)該更多介入的兩個領(lǐng)域?！霸谶@些問題上，需要有嚴(yán)肅的行業(yè)-政府互動，”他說，“這不僅僅是繪制地圖，這關(guān)系到網(wǎng)絡(luò)安全等領(lǐng)域，一輛車中發(fā)生了什么可以而且應(yīng)該共享?！?/span>

即使存在這些保留意見，更廣泛的技術(shù)領(lǐng)域也對3D地圖潛在的衍生產(chǎn)品感到興奮，希望它能夠帶動其他技術(shù)的發(fā)展。收集最完整數(shù)據(jù)集的競賽正在展開，一旦有了最完整的數(shù)據(jù)集，它將對增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等需要完美世界地圖的技術(shù)有用。

一些業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，一旦汽車可以自動巡游，其他類型的機(jī)器人設(shè)備就可以配備地圖軟件。

AlexandrWang表示：“我認(rèn)為所有的機(jī)器人都會效仿，并朝著自動駕駛汽車的方向發(fā)展。最終，我們未來制造的每個機(jī)器人都將有相同的傳感器?！?/span>

研究人員預(yù)計(jì)，自動駕駛汽車最終可能會減少對地圖的依賴，因?yàn)樗鼈兊募す饫走_(dá)（光探測和測距）傳感器的改進(jìn)足以讓它們駕馭環(huán)境。這些地圖對于確保早期自動駕駛汽車的安全性至關(guān)重要，但樂觀主義者希望，最終技術(shù)能夠讓自動駕駛汽車擺脫對地圖的依賴。

麥克倫登表示：“從長遠(yuǎn)來說，當(dāng)前形式的谷歌地圖就是你所需要的，因?yàn)槠噷袢祟愐粯勇斆?，解決所有日常生存問題。但那是很多很多年以后的事，那時(shí)你的車相當(dāng)于一個人?！?/span>

延伸閱讀——自動數(shù)據(jù)：加快增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展

先進(jìn)地圖技術(shù)背后的推動力或許來自無人駕駛汽車，但同樣的數(shù)據(jù)還有很多其他的潛在市場。

要明白3D地圖如何為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)創(chuàng)造新的機(jī)會，想想《精靈寶可夢Go》(PokémonGo)吧。通過使用街景地圖，這款游戲?qū)⒛Хㄉ铮ň`寶可夢）疊加在實(shí)景地點(diǎn)之上，從而可以讓玩家在到達(dá)現(xiàn)實(shí)世界中的特定位置時(shí)捕捉這些生物。

這種將數(shù)字信息疊加于現(xiàn)實(shí)環(huán)境之上的概念是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的核心，技術(shù)人員和未來主義者想象，它有一天可能會改變我們與周圍世界的交互方式。

目前增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用實(shí)例（精靈寶可夢除外）略微有限。微軟(Microsoft)開發(fā)了一款增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)頭戴設(shè)備HoloLens，它將真實(shí)世界與數(shù)字投射結(jié)合在一起，但價(jià)格高達(dá)3000美元，而且迄今還沒有向消費(fèi)者銷售。蘋果和谷歌都試圖鼓勵開發(fā)者使用簡單的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，但目前這種技術(shù)主要用于可以識別墻壁或桌面的手機(jī)游戲。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的關(guān)鍵障礙之一是它們所基于的地圖的質(zhì)量。有了高精3D世界模型，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可能變得更加強(qiáng)大。

地圖專家布萊恩?麥克倫登表示：“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)需要完美的3D世界地圖，從而可以將信息疊加上去。我認(rèn)為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)會利用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加?！?/span>