高精度地圖(Hh Precision Map)作為除復雜傳感器之外的無人駕駛車輛最核心的技術之一,已成為智能網聯汽車技術產業的重要基礎技術。特別是在面對L3以上級別的自動駕駛系統中,高精度地圖已成為必不可少的組成部分。與提供給駕駛員看的導航電子地圖不同,高精度地圖是
根據《2023-2028年中國高精度地圖行業深度分析及發展預測報告》分析,高精度地圖(Hh Precision Map)作為除復雜傳感器之外的無人駕駛車輛最核心的技術之一,已成為智能網聯汽車技術產業的重要基礎技術。特別是在面對L3以上級別的自動駕駛系統中,高精度地圖已成為必不可少的組成部分。與提供給駕駛員看的導航電子地圖不同,高精度地圖是提供給計算機使用的,為輔助駕駛和自動駕駛提供重要的道路信息保障。
因此,相較于普通的導航電子地圖,高精度地圖具有精度更高、信息更全的特點,一方面是指地圖的絕對精度更高,普通導航電子地圖的精度一般在10m左右,而高精度地圖的精度則一般需要達到20cm左右;另一方面是指包含的道路信息更加豐富、細致和全面,能夠更加精準地反映道路的真實情況”。目前市場上的高精度地圖產業已經過多年的發展和探索,制作地圖的傳統巨頭和初創公司紛紛加入高精度地圖的領域,希望在這一領域的市場上搶占先機。
因此中國的高精度地圖企業也形成了一定的生產規模和初步的產品,為無人駕駛的實現奠定了基礎,對智能網聯汽車產業的發展起到了推動作用。
隨著科學技術的發展,在同地圖相關的領域中發生了許多引人注目的變化。
1、以計算機為主體的電子設備在制圖中的廣泛應用,地圖不再限于用符號和圖形表達在紙(或類似的介質)上,它可以數字的形式存儲于磁介質上,或經可視化加工表達在屏幕上;
2、由于航天技術的發展,出現了衛星遙感影像,這不但給地圖制作提供了新的數據源,還可以把影像直接作為地理事物的表現形式,同時把人們的視野拓展到月球和其他星球。
3、多媒體技術的發展,使得視頻、聲音等都可以成為地圖的表達手段。
在《多種語言制圖技術詞典》中對地圖的定義是“地球或天體表面上,經選擇的資料或抽象的特征和它們的關系,有規則按比例在平面介質上的描寫”。國際地圖學協會(ICA)地圖學定義和地圖學概念工作組的負責人博德(Board)和韋斯(Weiss)博士給出的定義是“地圖是地理現實世界的表現或抽象,以視覺的、數字的或觸覺的方式表現地理信息的工具。”也有的學者簡單地將地圖定義為“地圖是空間信息的圖形表達”,“地圖是信息傳輸的通道”等。顯然,這些定義關注了地圖作為地理信息表達工具的功能,突出了數字制圖環境下地圖表現形式的多樣化,也考慮了地圖向其他天體的拓展,卻忽視了地圖的基本特性。從現代地圖學的觀點出發,可以這樣來定義地圖:“地圖是根據一定的數學法則,將地球(或其他星球)上的自然和社會現象,通過制圖綜合所形成的信息,運用符號系統縮繪到平面上的圖形,以傳遞它們的數量和質量,在時間上和空間上的分布和發展變化”(根據田德森《現代地圖學理論》)。
以上定義主要研究的是模擬地圖,是以地圖符號的形式表達在紙上的地圖。由于地圖制作工藝已從傳統的光化學-機械方法轉變為全電子的數字制圖工藝,在此還必須介紹另外兩個新的術語:
1、數字地圖——存儲于計算機可識別的介質上,具有確定坐標和屬性特征,按特殊數學法則構成的地理現象離散數據的有序組合。
2、電子地圖——數字地圖經可視化處理在屏幕上顯示出來的地圖。
不管是數字地圖或電子地圖,它們都是地圖的不同表現形式,其基本特性是不會改變的。
作為加速自動駕駛商業化進程的重要一環,高德宣布將以每年不超過100塊錢的價格來推廣高德精準地圖在自動化駕駛方面的應用,并保證一年有4次更新。
同時,隨著后續搭載輔助駕駛、自動駕駛功能車型規模的不斷增加,高精地圖成本下降的紅利也將完全回饋給合作伙伴。“以前我們報過價的合作伙伴,如有高于這個價格,我們會重新報價。”劉浩表示。
高德稱這100塊錢僅是他們的成本價格,主要用于信息采集、質量檢測、運營維護等方面。高精地圖不應是獲利的工具,而應是行業發展共建共享的基礎設施。在已有的合作客戶中,高德沒有收到任何一起負面的反饋。
此外,阿里生態的物流配送、車路協同、城市大腦等業務,都為高德的高精地圖研發提供了重要的落地場景支撐。高德地圖高精地圖事業部副總經理徐強表示,在此基礎上,高德得以在高精地圖領域積累大量的實際經驗,從而不斷降低高精地圖的采集和更新成本。
在任何級別的自動駕駛方案中,地圖都是一個核心的模塊,自動駕駛等級越高,地圖的地位就越重要。傳統地圖是依賴于衛星定位的存在,而高精地圖本身就是一種定位的平臺,可以在自動駕駛這個領域里主動提供定位信息。
高精地圖可以說是現實道路場景的數字化復刻,精細、精準地表達了道路及其附屬設施等各類要素的位置、形狀和語義信息,在導航屬性方面表現為車道級的規劃引導。
基于對現實世界的真實和精準表達,高精地圖可以為自動駕駛決策系統提供自車周邊的豐富道路場景信息,是自動駕駛車輛通過傳感器獲取信息的有效補充。高精地圖信息和車身傳感器信息的融合,能夠實現更高精度和魯棒性(控制系統保持性能穩定的能力)的自車定位功能,為自動駕駛的決策提供全方位的信息,輔助自動駕駛決策的實現。
高精地圖有著豐富的應用場景,為公共道路、港口、停車場等場景的L3、L4級別自動駕駛提供了不可或缺的底層數據支持。
高精地圖在智慧交通領域的城市交通規劃及管理、道路執法、公路資產巡檢和管理、道路養護、道路清潔、智慧公交等多領域,高精地圖也為產業智能化和精細化管理的升級提供了重要基礎。
隨著高精地圖在自動駕駛、智慧交通和生活服務等各個領域的廣泛應用,更高精確度和豐富度的地圖產品也逐漸成為了產業升級的必備,在國家新基建的大環境下,高精地圖一定會逐步替換掉現有傳統地圖,最終作為產業鏈的重要一環促進自動駕駛和智慧交通的產業升級。
隨著高精度地圖的發展,國內越來越多的企業開始進行高精度地圖的規劃與布局。百度無人車項目研發,采用了與谷歌公司相似的“激光雷達為主+高精度地圖+人工智能控制系統”路線,并將自己的數據積累結合Apollo平臺,提供完整的自動駕駛解決方案;高德地圖宣布在自動駕駛開發測試期間,免費向行業合作伙伴提供高精度地圖數據,并與千尋位置合作提供“高精度地圖+高精定位”的一體化解決方案,通過推出順風車業務,期望形成出行生態閉環;四維圖新繼續定位圖商角色,通過自主設計的高精度地圖采集車和編輯平臺,目前可生產出絕對精度20cm的地圖數據,整體處于準備量產階段。不同于地圖廠商,國內眾多初創企業通過差異化產品路線,建立各自在高精度地圖方面的技術優勢,如寬凳科技、滴滴出行在數據采集上引入眾包模式。
從行業發展來看,由于技術壁壘較高,截至2020年3月,我國具備甲級測繪資質企業僅22家,相對領先的主要有三家公司,四維圖新(騰訊控股)、高德(阿里巴巴收購)和百度,基本完成我國30多萬公里高速公路和城市快速路的地圖采集工作,已經形成三足鼎立的局面,但現階段尚未實現動態信息采集,局限于基礎地圖信息收集的工作。
國內最早研究高精度地圖的是百度公司,百度獲得長城汽車的高精度地圖訂單,并與諸多品牌簽署了商業協議。阿里先后拿下了凱迪拉克和吉利兩個高精度地圖商業訂單,騰訊則拿下了寶馬中國的量產訂單。未來隨著大型企業強勢進軍地圖服務,BAT稱霸的高精地圖行業競爭格局或將重塑。
隨著無人駕駛技術的發展,考慮到高精度地圖廣闊的發展前景,國內外越來越多的企業開始進行高精度地圖領域的規劃與布局。傳統的地圖廠商,如Here、TomTom、Waymo、高德等,都早已拓展自身的業務,投入對高精度地圖的研發和生產當中。對于主機廠和零部件等企業,大都以選擇收購地圖廠商的方式進入高精度地圖領域,像奧迪、寶馬、戴姆勒三大車企聯合起來斥資31億美元聯合收購Here,為研發高精度道路導航地圖做準備。
除此之外,很多互聯網行業的企業也在通過收購或者合作的形式入局,例如百度不僅自己研發高精度地圖,還與TomTom聯合開發;騰訊收購四維圖新的股份;阿里巴巴收購高德地圖等。在近幾年內,國內還涌現出了許多初創公司,例如,寬凳科技、Momenta、極奧科技等。由此可見,發展高精度地圖產業已經是大趨勢。電子地圖的服務對象也不再僅僅是駕駛員,而是慢慢向機器過渡,所以對地圖的精度、內容框架和計算形式等都提出了更高的要求。
高精度地圖的意義和特點---厘米級,信息豐富,實時性。高精度地圖與傳統地圖的直觀區別在于地圖的精度,傳統地圖的精度為米級,即可實現車輛導航要求。高精度地圖的精度為厘米級,是實現無人駕駛的必要技術要求。
高精度地圖除了擁有傳統地圖內的路線導航信息外,還包括行車輔助信息,其中最重要的是路網精準的三維表征(比如道路的起伏,雙黃線的位置等),還有語義信息(比如紅綠燈的指示信息,是否是機動車道等)。高精度地圖的特點在于實時性,實時反映路網變化,如道路標識線的磨損及重漆,路面狀況的修復等,高精度所包含的信息和特點為無人駕駛的實現提供了必要的支持。
根據我國2019-2020年的汽車保有量,以及高德地圖所披露的高精度地圖的單車年費為標準,現對我國過去兩年高精度地圖的市場規模做出計算,2019年,市場規模達到約262億元的水平,2020年預計將突破280億元。
圖表:2019-2020年我國高精度地圖市場規模(單位:億元)

數據來源:中研普華產業研究院整理
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2023-2028年中國高精度地圖行業深度分析及發展預測報告
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