無(wú)人駕駛汽車(chē)的難題：高精3D地圖

　　英國(guó)金融時(shí)報(bào)網(wǎng)3月13日?qǐng)?bào)道稱(chēng)，高精3D地圖對(duì)無(wú)人駕駛汽車(chē)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(wèn)題。文章主要內(nèi)容如下：

　　當(dāng)一輛自動(dòng)駕駛汽車(chē)端詳這個(gè)世界時(shí)，它會(huì)看到很多東西。它有測(cè)量與旁邊汽車(chē)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(huì)發(fā)射激光脈沖測(cè)量周?chē)h(huán)境。對(duì)于任何一輛由機(jī)器人駕駛的汽車(chē)而言，行車(chē)過(guò)程中最重要的部分之一不是它看到了什么，而是它事先對(duì)于它途徑路段的情況知道多少。

　　這個(gè)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(chē)需要有關(guān)周?chē)h(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(dòng)駕駛汽車(chē)會(huì)每天收集超過(guò)1T的數(shù)據(jù)，足以刻滿1400張光盤(pán)。然而，自動(dòng)駕駛汽車(chē)的眾多傳感器傳來(lái)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(gè)硬盤(pán)轉(zhuǎn)到另一個(gè)硬盤(pán)，這個(gè)過(guò)程有時(shí)被稱(chēng)為“人力網(wǎng)絡(luò)”，因?yàn)楣こ處焸冮_(kāi)玩笑說(shuō)，硬盤(pán)的轉(zhuǎn)移速度是他們的腳速。

　　數(shù)據(jù)收集是一場(chǎng)旨在積累實(shí)體世界知識(shí)的激烈競(jìng)爭(zhēng)的一部分，這些知識(shí)可以用來(lái)訓(xùn)練新一代汽車(chē)。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(wú)人機(jī)或汽車(chē)使用。

　　然而，實(shí)現(xiàn)這種可能的第一步是為自動(dòng)駕駛汽車(chē)開(kāi)發(fā)有效的數(shù)字地圖技術(shù)。繁瑣的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)只是困擾很多硅谷最聰明的工程師的諸多技術(shù)問(wèn)題之一。沒(méi)有更精確的3D地圖，自動(dòng)駕駛汽車(chē)革命的實(shí)現(xiàn)將會(huì)慢得多。

　　曾負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)谷歌地圖并聯(lián)合創(chuàng)立谷歌地球前身公司的地圖專(zhuān)家布萊恩·麥克倫登表示：“這是一個(gè)非常困難的問(wèn)題。”在離開(kāi)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(kāi)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(wèn)。

　　他表示，這些地圖對(duì)于自動(dòng)駕駛汽車(chē)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(dòng)軟件為識(shí)別周?chē)h(huán)境所必須做的工作量。”

　　他表示，通過(guò)將周?chē)鷮?shí)際環(huán)境與地圖中的預(yù)測(cè)進(jìn)行對(duì)比，它們可以將注意力只集中在不同點(diǎn)上，例如識(shí)別行人或自行車(chē)。

　　過(guò)去1年，自動(dòng)駕駛汽車(chē)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。Civil Maps、DeepMap和Lvl5等初創(chuàng)企業(yè)吸引了來(lái)自谷歌、蘋(píng)果和特斯拉的地圖工程師，它們已籌集逾4000萬(wàn)美元資金。

　　與此同時(shí)，最大的自動(dòng)駕駛汽車(chē)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(dòng)駕駛汽車(chē)部門(mén)Waymo的一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)，后者已經(jīng)完成了超過(guò)400萬(wàn)英里的自動(dòng)駕駛測(cè)試。Alphabet擁有谷歌地圖、谷歌地球、谷歌街景以及追蹤實(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(chēng)為“地圖”發(fā)生了激烈爭(zhēng)論。收集的信息可以被大致分為幾個(gè)層次：人行道、建筑物以及樹(shù)木的物理位置;道路標(biāo)志和交通信號(hào)燈;以及自動(dòng)駕駛汽車(chē)應(yīng)該如何行駛，比如觀察限速標(biāo)志等。準(zhǔn)確性問(wèn)題也非常重要，即使是微小的變化也會(huì)產(chǎn)生影響，如每年移動(dòng)幾英寸的地質(zhì)板塊。

　　DeepMap首席運(yùn)營(yíng)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(gè)可以為汽車(chē)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(dòng)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(dòng)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(dòng)駕駛汽車(chē)的‘集體記憶’。”他開(kāi)玩笑地說(shuō)道：“這幾乎像是一個(gè)培訓(xùn)自動(dòng)駕駛汽車(chē)的駕校。”Here曾是諾基亞旗下的地圖部門(mén)，2015年一個(gè)由德國(guó)汽車(chē)廠商組成的財(cái)團(tuán)以28億美元收購(gòu)并持有其多數(shù)股份。

　　無(wú)論它們被稱(chēng)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(gè)難題。另一個(gè)挑戰(zhàn)是必須持續(xù)更新，從而讓它們能為汽車(chē)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(wàn)·普塔貢塔表示：“很多公司都不知道如何存儲(chǔ)他們的數(shù)據(jù)，這也是為什么自動(dòng)駕駛汽車(chē)被‘地理圍欄’圈住了。它們不可能在車(chē)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(gè)問(wèn)題，它簡(jiǎn)化地圖數(shù)據(jù)以方便管理，但迄今還沒(méi)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(lái)檢查地圖上的標(biāo)簽，評(píng)估是否需要更新，以及分析試駕過(guò)程中汽車(chē)出現(xiàn)錯(cuò)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(méi)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(dòng)駕駛汽車(chē)的時(shí)候，他們需要一大群人來(lái)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(duì)于高精3D地圖沒(méi)有明顯的通用標(biāo)準(zhǔn)，各家公司也不會(huì)共享任何數(shù)據(jù)，因?yàn)樗麄冋J(rèn)為這是重要的專(zhuān)有信息。

　　“每家公司都在努力開(kāi)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(dòng)駕駛汽車(chē)需求，而這沒(méi)有規(guī)模效應(yīng)，”DeepMap的吳夏青說(shuō)，“這就像在重新發(fā)明車(chē)輪，浪費(fèi)了大量資源。這也可能是阻止自動(dòng)駕駛汽車(chē)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(jì)劃進(jìn)入的每個(gè)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(gè)城市不同的駕駛規(guī)則也意味著必須對(duì)軟件進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)整。Alexandr Wang說(shuō)：“進(jìn)入每個(gè)地區(qū)都不得不重做軟件。”

　　對(duì)專(zhuān)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(jìng)爭(zhēng)。盡管這些初創(chuàng)公司只專(zhuān)注面向全自動(dòng)駕駛汽車(chē)的地圖，但Here和TomTom相信，即使在自動(dòng)駕駛汽車(chē)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_(kāi)發(fā)先進(jìn)的駕駛員輔助技術(shù)。

　　TomTom的自動(dòng)駕駛部門(mén)主管威廉·斯特里博施表示，無(wú)人駕駛汽車(chē)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(gè)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(shuō)，因?yàn)檫@一全球定位系統(tǒng)對(duì)于自動(dòng)駕駛汽車(chē)而言并不夠精確。”

　　傳統(tǒng)汽車(chē)地圖繪制商認(rèn)為，高精地圖將在未來(lái)幾年成為一項(xiàng)重要的收入來(lái)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(lái)，就不會(huì)走回頭路，”赫爾威奇表示，“我們認(rèn)為，未來(lái)我們銷(xiāo)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(shuō)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(shuō)，“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(wèn)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(duì)車(chē)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(duì)隱私方面的擔(dān)憂。雖然這些地圖中的大多數(shù)不會(huì)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。

　　曾在奧巴馬政府時(shí)期擔(dān)任運(yùn)輸部長(zhǎng)的安東尼·?？怂梗L制地圖以及在不同車(chē)輛之間共享信息是政府應(yīng)該更多介入的兩個(gè)領(lǐng)域。“在這些問(wèn)題上，需要有嚴(yán)肅的行業(yè)-政府互動(dòng)，”他說(shuō)，“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(chē)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(jiàn)，更廣泛的技術(shù)領(lǐng)域也對(duì)3D地圖潛在的衍生產(chǎn)品感到興奮，希望它能夠帶動(dòng)其他技術(shù)的發(fā)展。收集最完整數(shù)據(jù)集的競(jìng)賽正在展開(kāi)，一旦有了最完整的數(shù)據(jù)集，它將對(duì)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(chē)可以自動(dòng)巡游，其他類(lèi)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(huì)效仿，并朝著自動(dòng)駕駛汽車(chē)的方向發(fā)展。最終，我們未來(lái)制造的每個(gè)機(jī)器人都將有相同的傳感器。”

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