从高精地图到轻地图,再到“无图”,谁才是真需求?

2025-11-14 12:12:49
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从高精地图到轻地图,再到“无图”,谁才是真需求?

在自动驾驶的发展历程中,地图技术经历了多个阶段的演变,主要包括高精地图、轻地图,以及近期兴起的所谓“无图”或“模型化地图”。高精地图以厘米级精度和丰富的语义标注为特点,适用于依赖车道、路径及几何特征的场景;轻地图则精简功能,保留关键拓扑信息,强调更新速度和成本控制;“无图”方案则聚焦于实时感知与模型推断,利用端侧或云端大模型,在运行时动态生成场景理解或直接制定驾驶策略。尽管目标都是为自动驾驶系统提供精准的道路信息,地图技术为何呈现出如此多样的路径?

高精地图:高成本背后的精准保障

设想一辆车辆在高速上以超过100公里/小时的速度行驶,自动驾驶系统若能提前掌握匝道位置、道路曲率、限速等关键参数,将极大提升决策效率。高精地图正是承载这些信息的核心载体。其核心在于“高精”二字,涵盖车道级拓扑、中心线位置、道路边界、交通标志与信号的精确坐标,以及道路曲率、坡度、粗糙度、静态障碍物等要素。这些数据不仅支撑了定位模块实现厘米级姿态估计,也为预测与路径规划模块提供了先验信息。

生成高精地图依赖于先进的测绘技术,包括多线激光雷达、RTK级GNSS、惯性导航单元(IMU)及高分辨率相机等传感器的协同工作。通过点云配准、语义标注、拓扑构建与地图匹配算法的多阶段处理,最终形成一张可被自动驾驶系统使用的地图。定位方面通常融合GNSS/INS与特征匹配算法,如激光点云与地图地标的对齐,并借助卡尔曼滤波或粒子滤波等技术确保精度与稳定性。实现厘米级定位,关键在于传感器标定、时间同步与误差建模的精细化控制。

尽管高精地图提供了大量信息,能显著提升自动驾驶系统的性能,但由于采集成本高、更新维护难度大,逐渐被一些车企视为过于沉重的负担。测绘车队需配置昂贵硬件,数据标注依赖大量人力投入;一旦道路发生变化(如施工、标线重绘),地图极易失效,频繁更新进一步推高运营成本。因此,这种地图形式更多应用于高速公路、固定路线或对安全冗余要求较高的特定场景,而非通用车载解决方案。

轻地图:成本与效率之间的平衡选择

轻地图的提出,反映了行业在成本控制与部署效率之间的折中考量。它不再追求对路面的精细刻画,而是聚焦于对自动驾驶决策最有价值的信息,如车道连通关系、关键路口与匝道位置、交通控制要素的大致坐标等。由于数据量精简,采集与标注成本大幅下降,云端存储与分发更加便捷,更新周期也得以缩短,适用于城市NOA等需要大范围覆盖但难以频繁测绘的场景。

构建轻地图的关键在于从海量道路信息中筛选出最核心的要素,并将其转化为独立的功能模块。它更依赖多源数据融合与自动化标注流程,如车队感知数据、众包轨迹、摄像头识别的交通标志与车道边界等,均可用于地图的生成与更新。当道路状态发生变化时,云端可通过流量异常、车队上报或短期采集完成修正,相比高精地图的人工复核流程,响应速度显著提升。

虽然轻地图对定位精度的要求略低,但仍需确保车辆在正确的车道或车道集合内运行。因此,自动驾驶系统需在车端提升感知与控制能力,地图仅作为“宏观规则”和“拓扑先验”存在,具体的位姿信息则由感知算法实时确定。这种模式具备良好的扩展性与较低的维护成本,但在狭窄工地、临时改道或无标线的乡道等复杂环境下,缺乏精细地图支持可能增加系统对实时决策算法的依赖。

无图/模型化地图:“无”之所在

当车企宣称“无图NOA”时,许多人会误以为完全不需要地图。实际上,“无图”并非完全舍弃地图,而是摒弃传统测绘、静态存储、人工维护的高精地图模式,转向基于感知与大模型的实时推断,以判断道路情况。换句话说,地图的形态从外在的、静态的数据层,转变为嵌入在算法中的“隐式知识”或运行时动态生成的短期地图。

当前,“无图”或模型化地图的实现路径主要有两种:一是在端侧或云端利用视觉与多模态模型,直接从摄像头、雷达等传感器数据中推断车道、交通参与者轨迹及拓扑关系,并据此生成驾驶策略;二是以轻地图为基础,通过模型在线重建局部几何与语义信息,用短期地图(如数百米范围、几十秒时效)替代大范围高精地图。无论哪种方式,都需要具备强大的感知能力、低延迟计算平台和高鲁棒性的模型验证机制。

“无图”方案的主要优势在于部署快速、成本低廉、适应性高,但也将更多“地图责任”交给了感知与推理模块。一旦感知系统在极端光照、雨雪天气或复杂遮挡下性能下降,系统将失去先验冗余,进而导致安全风险上升。“无图”并非彻底抛弃地图,而是将其形式与角色转向更灵活、时效更强的新范式。即便未来端到端大模型普及,显式或隐式的地图要素仍将以某种形式存在,或作为轻量先验保留在系统中。

最优解究竟在哪?

高精地图的实现依赖于采集、标注和更新三个核心环节。采集需部署配备高端传感器的测绘车队与专业团队;标注则依赖大量人工与质量控制,尽管自动化技术提升了效率,但语义准确性与极端场景覆盖仍需人工复核;更新环节则涉及分发系统、兼容性、差分更新技术及用户端的回传带宽等复杂问题。

在高速与受控路线场景中,高精地图的优势明显,且其成本可通过长期复用被有效摊薄。例如,城际班车、物流车队等固定路线车辆可多次使用同一段高质量地图,将一次性测绘成本分摊到大量行驶里程中,从而提升整体经济性。在这些场景下,高精地图能提供显著的安全冗余与体验优化。

而在城市复杂路网中,轻地图与强感知的组合更具优势。城市路况变化频繁,临时施工、路口改造层出不穷,若完全依赖高精地图,其高昂成本与滞后性将成为大规模部署的障碍。轻地图提供宏观拓扑与规则,感知系统负责短期、局部的精细决策,对于实现量产与广域NOA部署,这种方式更易实现商业化。

结语

对汽车制造商和用户而言,地图的价值不在于其是否存在,而在于其是否实用。若为削减成本而牺牲地图质量,导致体验下降或安全裕度降低,显然并非明智之举。相反,将地图作为优化用户体验、降低系统总成本、提升安全冗余的工具,才是行业发展的理性方向。轻地图与“无图”代表着成本与扩展性的进化方向,而高精地图则在关键时刻依然是最可靠的技术后盾。高精地图、轻地图与“无图”并非非此即彼的选项,而是互补共存的解决方案。

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