無人駕駛汽車的難題:高精3D地圖
英國金融時報網(wǎng)3月13日報道稱,高精3D地圖對無人駕駛汽車至關(guān)重要,不僅提供位置信息,還承擔(dān)安全功能,但目前該行業(yè)呈碎片化,面臨數(shù)據(jù)收集和缺乏標(biāo)準(zhǔn)的問題。文章主要內(nèi)容如下:
本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/201803/376856.htm當(dāng)一輛自動駕駛汽車端詳這個世界時,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,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,這個過程有時被稱為“人力網(wǎng)絡(luò)”,因為工程師們開玩笑說,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)實技術(shù)的發(fā)展,成為真實世界的模擬,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,自動駕駛汽車革命的實現(xiàn)將會慢得多。
曾負(fù)責(zé)運營谷歌地圖并聯(lián)合創(chuàng)立谷歌地球前身公司的地圖專家布萊恩·麥克倫登表示:“這是一個非常困難的問題。”在離開谷歌后領(lǐng)導(dǎo)優(yōu)步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。”
他表示,通過將周圍實際環(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上,例如識別行人或自行車。
過去1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,同時用于改善地圖繪圖的資金激增。Civil Maps、DeepMap和Lvl5等初創(chuàng)企業(yè)吸引了來自谷歌、蘋果和特斯拉的地圖工程師,它們已籌集逾4000萬美元資金。
與此同時,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、谷歌街景以及追蹤實時交通路況的導(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首席運營官羅維表示:“用‘地圖’一詞描繪它是不準(zhǔn)確的。”她更傾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·赫爾威奇表示:“我傾向于將地圖看作所有自動駕駛汽車的‘集體記憶’。”他開玩笑地說道:“這幾乎像是一個培訓(xùn)自動駕駛汽車的駕校。”Here曾是諾基亞旗下的地圖部門,2015年一個由德國汽車廠商組成的財團(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)Civil Maps的首席執(zhí)行官斯拉萬·普塔貢塔表示:“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)。”
Civil Maps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Scale API公司的工程師Alexandr Wang表示:“關(guān)于AI真正沒有談到的一件事情是,要讓這項技術(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。”
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),因為他們認(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。”
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劃進(jìn)入的每個新城市創(chuàng)建新的地圖。Alexandr Wang表示:“在某些地區(qū)這將耽誤部署。”
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。Alexandr Wang說:“進(jìn)入每個地區(qū)都不得不重做軟件。”
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,因為它們將有助于開發(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,因為它們不僅僅用于導(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,因為這一全球定位系統(tǒng)對于自動駕駛汽車而言并不夠精確。”
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。”
業(yè)內(nèi)人士也同意整合浪潮不可避免的說法。“看看這一領(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。”
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。
曾在奧巴馬政府時期擔(dān)任運輸部長的安東尼·??怂梗L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。“在這些問題上,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。”
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。
Alexandr Wang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。”
研究人員預(yù)計,自動駕駛汽車最終可能會減少對地圖的依賴,因為它們的激光雷達(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。
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