地圖對於無人駕駛來說作用是什麼？可以沒有地圖嗎？

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聊點個人淺薄看法。先從整體上理解定位是什麼，以及地圖的作用是什麼。

無人車的定位可分為局部定位和全局定位。局部定位通過實時的局部環境感知，如車道線檢測、路面檢測等，提供無人車與局部環境的相對位置關係；全局定位通常是指無人車在全局地圖中的定位，通過該全局定位和地圖數據，可彌補局部感知信息的單一和缺失，並為無人車提供超過感知範圍的全局導航參考信息。這些定位和導航信息不僅提供了無人車按交通規則行駛的參考基準，同時還是障礙物、停止線等其他感知任務的重要參考信息。大範圍真實交通場景中無人車實時局部定位和全局定位的精度和魯棒性已經成為衡量無人車智能化程度的一個重要核心指標，也是無人車技術走向實際應用的瓶頸之一。

全局地圖通常包含了車道線、道路邊界、路口等導航信息。全局地圖不但是無人車精確定位的基礎，也可以為無人車提供大範圍長距離的導航信息，從而成為無人車全局最優決策的基礎性的支撐技術。無人車在全局地圖中的定位通過車載 GPS 接收機提供，然而受城區環境電氣電磁干擾或多路徑效應的影響， GPS 定位數據往往存在著幾米到幾十米的偏差，無法直接用於定位，因此需要通過車載感測器，如相機，繪製高精度的局部地圖，通過局部地圖與全局地圖的匹配，校正自身位置，以此獲得精確的全局定位。該功能的實現需要解決兩個問題：

1）無人車局部定位。通常指以車體當前位置為坐標原點建立局部坐標系，根據車道線、路面、路沿檢測等局部環境特徵，準確給出無人車與局部環境特徵的相對位置關係，這是實現精確全局定位的基礎；

2）無人車全局定位。通過局部地圖與全局地圖的匹配，得到精確的全局定位，從而實現無人車的全局定位和導航。

綜上，地圖對無人駕駛的作用體現在兩個層面：1）在局部定位部分，給感知提供先驗指導信息，並對感知結果進行校驗，剔除感知的誤檢、彌補感知的漏檢等，構建出準確的局部地圖；2）在全局定位部分，結合局部地圖與全局地圖的配准，實現精確全局定位，基於該全局定位，可分別獲取大範圍的不同層級的地圖信息供決策規劃所用，如車道類別的導航地圖、包含特定交通規則的駕駛任務地圖、描述路段幾何關係的拓撲地圖以及實現物理位置與語義坐標映射的語義地圖等等，當然最直接可用的是導航地圖和與特定駕駛任務相關的地圖。

目前地圖的構建存在的問題是缺乏統一的標準，使得地圖的構建工作常常存在重複和冗餘，而且可復用性極差。作為對高質量地圖數據有急切需求的科研一線人員，希望國內的地圖公司和互聯網公司能夠合作攜手，推進這一塊的標準建立和數據共享。未來，地圖數據會免費，大家比拼的是對地圖數據的使用，以及對地圖數據的實時更新維護。

回頭再來看，Mobileye的系統總共只劃分了三塊：Sensing、Mapping和Driving Policy，Mapping所處的位置和作用，也由此可見一般。

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地圖對無人駕駛至關重要，解決自主車輛「世界是怎樣的」（環境感知）和「我在哪」（定位）兩個問題。無人駕駛車輛所用的地圖，和為人服務的導航地圖（高德、百度等等）並不是一個概念，無人駕駛車輛所用地圖可以稱為高精度地圖。

被各大公司搶購的Here地圖為無人駕駛車輛服務的HERE HD Live Map，將地圖分為了三層：HD Map Layer，Live Roads Layer和Humanized Driving Layer。

最底層的HD Map Layer是這樣描述的[1]：

Delivers attributes like slope and curvature of road, lane marking types and roadside objects
Provides a highly accurate lane model, assisting vehicle in spacing adjustments, drift corrections, speed management, safe lane-changes, and overtaking
Enables precise localization of vehicles-both lateral and longitudinal- to sub-lane level accuracy

Here地圖採集過程大約是[2]：

1.車頂的GPS接收器反覆10次收集車子所處的經緯度和海拔高度信息；

2.慣導系統反覆100次跟蹤記錄車子的偏航、傾斜和轉動數據；

3.激光雷達感測器通過大約600000個不同的掃描點（如樹木、路緣石和建築）計算車子的位置信息；

4.通過四個攝像頭拍攝一張高達96兆像素的360度全景圖。

上面兩層Live Roads Layer和Humanized Driving Layer就是用來解決實時眾包更新路況和行駛舒適問題的。

個人認為高精度地圖會逐漸成為無人駕駛的一種重要服務，這樣可以極大減輕車載感測器數量和計算量，無人駕駛汽車會逐漸朝著網聯化發展，成為智能交通網路上可控的移動節點。

[1]HERE HD Live Map | On the road towards autonomous driving

[2]http://www.economist.com/news/science-and-technology/21696925-building-highly-detailed-maps-robotic-vehicles-autonomous-cars-reality

個人同樣感覺地圖是必不可少的，類比人開車的時候，我們也是事先有個地圖在我們腦袋裡面的，可能是通過先前的經驗獲得，也可能是通過地圖獲得，假設我們到一個陌生的城市，跟朋友約好到某個地方見面，我們要做的肯定是先問下朋友怎麼走，或者是看地圖，這都是我們用地圖的過程。

而對於智能車，地圖同樣必不可少。在無人駕駛系統中地圖主要有以下兩個作用：

1、進行規劃與導航，這裡面主要涉及的有宏觀路徑規劃與定位，也就是說告訴無人駕駛汽車要怎麼走，我當前走到了哪裡，接下來我要怎麼走。這個功能，目前的普通地圖也可以提供，不過不能做到基於車道級的。

2、進行感測，也就是電子視野，這就需要高精度地圖了，通過電子視野可以很好的彌補當前情況下的感測器的不足，範圍上和內容上。比如說，目前的雷達的探測範圍最大也就200米左右，一般達不到，如果加入電子視野則可以獲得更大範圍內的環境數據，當然更大範圍的數據是否是必須的不在此討論。在內容上則可以補償感測器獲得的信息有限的情況，比如車道線，車道中心線。目前的視覺感測器獲得的前方的車道線數目還是有限的，在比較寬的道路上還是無法滿足的。當然著裡面還可以有另一個作用，就是通過融合提高定位精度，進行定位補償。

目前來看地圖對無人駕駛汽車是必不可少的，特別是高精度地圖，同樣是比不可少的，不過目前的高精度地圖貌似國外的谷歌和here做的好，國內也都在做，不過都是雷聲大雨點小，前段時間高德說開源其高精度地圖，目前也沒看到有什麼進展，四維圖新據說也在路具體什麼樣子也還不知道。百度的無人駕駛宣傳說用的就是其自家的高精度地圖。目前感覺各大地圖廠家都在各自為戰，目前也沒有一個統一的標準，不過國外有個標準叫NDS但是對無人駕駛來說內容還是不夠。個人感覺對於高精度地圖現在需要一個標準，具體應該包含哪些東西，怎樣表達等。這是一塊很大的蛋糕。

地圖確實是必要的，就像前邊各位提到的，實際上我們人在一個熟悉的城市裡開車知道在哪裡拐彎哪裡直行是因為我們心裡已經有了一個地圖，如果到了一個陌生的城市就只能是完全按照交通規則在局部範圍內合理合法行駛，但是如果沒人給你指路，想要到達目的地就比較困難了。

地圖為我們宏觀的決策出行駛路徑是必須的，但是其精度需求到底有多高大家不妨討論一下，我們人開車時候也不需要精確的知道每條路的坐標，只要知道需要在哪條路上行駛，具體的駕駛行為需要根據局部的情景來決策。

所以我們不妨考慮，其實無人駕駛如果能夠像人一樣對局部範圍有比較準確的認識，作出合理的應對，那麼可能地圖的精度就不再需要那麼高了，只是提供了一個宏觀的指引作用，這個指引作用指導了我們總體的行駛過程，也可能會對局部的決策產生影響。

而高精度地圖實際上是在一定程度上彌補了目前車載感測器的不足，而且使用高精度地圖還需要我們有高精度的定位能力作為配合。

谷歌目前在無人駕駛上對車企的絕對優勢主要在於地圖上。可以這麼說，谷歌把整個加州都做了個SLAM

一個智能系統要有感知，認知，理解，記憶，共識等幾個模塊，在自動駕駛裡面，地圖就相當於記憶+共識，是自動駕駛的common knowledge和world model，也是自動駕駛系統運行產生的最有價值的知識數據。沒有地圖的自動駕駛是沒有智能的，頂多算高級反應系統。

你不如問自己這樣一個問題，當你開車進入一個從沒去過的城市，你如果沒有目的地當然可以開著車到處瞎轉悠，只要遵守交通規則就行，但如果你想去某個特定的地點沒有地圖你會走嗎？這就是無人車有沒有地圖的區別。

以下講解自動駕駛中高精地圖的原理和用途。

為什麼普通GPS導航不夠用

普通的GPS導航只能定位到5米左右的精確度。也就是說，如果變道，或是開到了路邊的草坪上，GPS都不可能檢測到。所以我們需要更精確的GPS，也就是高精地圖 HD mapping（HD：High Definition），可以精確到按厘米定位。高精地圖是保證自動駕駛車安全可靠的必備技術。

秒懂高精地圖

高精地圖要歸功於車頂上的激光雷達（光達）。歡迎關注微信公眾號自動駕駛說，閱讀文章《當無人車擁有火眼金睛》中，解釋了光達的基本原理（回復「雷達」閱讀）。自動駕駛車的操作員會事先在車上安裝光達，然後把車開到所有可能需要自動駕駛的街道，也就是自動駕駛中所謂的「掃街」。有時候，每個車道、每個行駛方向都要掃一遍。光達就會記錄下這個街區的每個角落，包括每個路牌、每棟建築物、每棵樹、每個路燈、每條斑馬線、每個停車位，甚至可以探測到路上的小陡坡、坑窪處。

圖為谷歌使用的高精地圖

高精地圖功用

1. 準確判斷周遭障礙物。儘管已經有了攝像頭，也不能排除誤判的時候。有了事先繪製好的高精地圖，就能減少判斷錯誤。

2. 準確找到車的位置（localization）。我們平時開車時候，需要不斷觀察周遭環境，才能判斷出自己的位置。自動駕駛車也是如此。如果車開到一顆樹旁，這棵樹已經在高精地圖裡，我們就可以用這棵樹作為參照物精確定位這輛車了。

3. 如果車開在信號不足的地方，也可以用事先準備好的高精地圖作為依據。

4. 更新之後的地圖可以用於與之前的版本比較，檢測出兩個版本的不同之處。

5. 高精地圖裡可用的信息很多。可以賣給其他公司或者學術機構用於科研。

圖為自動駕駛車根據參照物判斷自己的位置

高精地圖局限性

1. 製作高精地圖費時費力。首先需要真人司機去掃街，之後還需要檢查地圖裡標識是否準確。畫出整個城市的地圖可能需要好幾個月。

2. 如果街道、建築物或城市設施略有變化，事先做好的地圖就會過時。如果政府臨時決定在路口增加一個收費站，或是臨時決定某個路口不可以左轉，自動駕駛公司無從知曉。

3. 如果在沒有高精地圖的區域行駛，就需要實時處理圖像數據，安全就沒有絕對保障。

未來展望

高精地圖如果想蓬勃發展，可以考慮改進兩個方面。

1. 及時與市政部門溝通。一旦有城市設施變動，需要馬上通知自動駕駛公司，更新地圖。如果需要在城市中建設新的路標，要做到先通知，再建設。如此才能保證汽車準確認知這些標識，做到絕對的安全。

2. 各大自動駕駛公司可以合作，共享地圖數據。地圖公司也可以考慮銷售高精地圖基本配置版本，各個公司購買之後，在基本版本的基礎上去添加自己的設置。如此就可以大大降低製作地圖的成本。

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知乎專欄：自動駕駛

強答一波，上班時間，有空再補充。

現有的感測器條件下，無人駕駛對地圖的要求非常高，高精度地圖必不可少。

1.現在的無人駕駛普遍使用激光雷達和攝像頭進行實時路況的獲取，目前看到的大多數廠家（谷歌、百度、UBER等）使用的激光雷達都是Voledyne的多線激光雷達（以64線激光雷達為主，也看到小型車使用16線激光雷達的），這個雷達的價格各位看官可自行前往官網查看（不要問我為什麼不直接寫價格，就是不可以），基本上一個64線雷達足夠購買好幾輛家用車了。另外，道路路況的複雜程度也比想像中複雜的多，尤其是無人駕駛車和有人駕駛車在一起的時候，想像一下老司機的超車、變道等，很有可能避障演算法反應不過來。無人駕駛的成本和安全性都要求其它輔助導航的手段，導航地圖恰好可以扮演其中一個重要角色。

2.傳統的導航地圖很簡單，一條路就是雙向兩條線，老司機們跟著線的方向開就OK，哪怕GPS信號弱也沒關係，肯定不會開上人行道。但是對於電腦來說就完全不一樣，一旦遇到信號不好的地方，要不停車，要不沖向鬼門關.......所以，伴隨著無人駕駛的火熱，高精度地圖的市場也隨之火熱。所謂的高精度地圖，簡單點說，就是精確到車道的高精度地圖，面前的地圖不再是一根線，而是和路面一樣的一個平面，而且帶有和路面一樣的起伏。這類地圖對於駕駛人來說是多此一舉，但是對於電腦是完全不一樣的意義，通過精確的車道級導航，加上輔助定位手段（慣導等），即使是在GPS間接缺失的條件下，行駛安全性也能得到更大的保障。去年雲棲大會上，某位高德地圖的朋友說高德已經採集完成了全國高速公路的高精度地圖數據，其他一些圖商也在做相關工作。

未來國內的無人駕駛在高速公路和城市快速路上應該可以率先展開。

地圖應該是一個輔助性的作用，地圖畢竟不是實時更新的，有時候這一條路在修路了，或者是有一寫其他的問題了，地圖是不能夠實時反饋的，這個對於無人駕駛還是沒有什麼用處的，無人駕駛應該是根據實際的路況做出判斷的。

地圖對道路的預判很重要，參考在高速公路上開車的經歷。

個人覺對於無人車，未知環境下的導航定位是可以做到的，只不過對感測器、數據處理與融合就相應的有較高的要求，如果已有地圖，可以降低實現的難度和代價。當然，目前無人車路測時應該主要都是基於已有高精度地圖的

無人駕駛如果沒有地圖，感覺就像蜘蛛沒了網，還得靠人的記憶等這就不叫人工智慧了

不可以，別說開車了，你走路也要地圖，只不過這個所謂的地圖不一定是你要看過哪張圖，別人告訴你的走法，帶你走過的路，在你腦海中都是一張地圖

我是百度外賣的。我想關於這個問題我最有發言權！因為我所用的APP就是基於百度人工智慧。人工智慧定位與導航需要大量的數據，而數據基於地圖，那麼就出現一個問題，地圖的精確性！可是非常遺憾，如今的地圖精確性根本達不到。那麼這條路還非常遙遠

個人以為如果是想真正商業化，地圖必不可少

不可以，地圖對於機器來說至關重要，不然主人還要隨時控制汽車的前進轉向，有可能發生危險，有地圖了，汽車會在行車電腦裡面算個大概，然後算出怎麼樣走