干货 - 究竟什么才是高精度地图?(三)

干货 | 究竟什么才是高精度地图?(三)

按:作者为地图传感器。本文为(公众号:)独家首发《高精度地图》系列文章的第三篇。作者将为我们讲述地图在ADAS实现的技术方案以及ADASIS的工作原理。前两篇可阅读:《究竟什么才是高精度地图?(一)》《究竟什么才是高精度地图? (二) 》。

接着上次的话题,咱们讲地图在ADAS实现的技术方案以及ADASIS的工作原理。

乘着自动驾驶的这股热风,ADAS概念越来越为人们所熟知,ADAS产品也越来越普及,车厂与供应商们也都脑洞大开不断研发各种新的ADAS产品,提供越来越安全、轻松、环保的驾驶体验。例如:ACC、FCW、LKA、前车灯跟随等等。

ADAS的实现离不开车辆上的各种如摄像头和雷达等感知传感器,但无论是多么豪华的传感器都是有其感知的局限性,或拼搏在线app者称为感知范围。如果能够让车辆获取到更远地方的数据,那么ADAS的功能必然可以得到增强。

如何得到远方的数据呢?

在目前的技术条件下,获取远方数据的方式有很多,比如V2X技术,通过前方车辆或道路两旁的V2X设备想车辆发送路况信息;


又或者通过云技术也可以实现,从云端下发车辆收集的道路信息。但是这些方式都存在建设成本相对较高、建设周期长的问题。

这时候地图被人们发掘出来,经过导航软件的普及欧美、日本、中国的电子地图实际上基本比较成熟,由于ADAS对地图的精度要求不是很高,和普通的导航电子地图精度要求差不多,只不过需要追加一些ADAS属性,比如曲率、坡度、Heading Angle、更加精确的车道数量等属性,制作成本相对不高。地图在ADAS系统中是作为一种特殊的传感器融入系统的(Map Sensor),提供道路先验知识。

目前应用比较成功的宝马ASR(Adaptive Speed Recommendation),ASR在减速的区域,会提前50-300米提醒用户减速,提前提醒的距离会依据目前车速、汽车刹车速度及司机反映时间。 在有转弯(curve)的路段,要考虑路宽、车道数目、整个路况等,ASR会综合以上因素计算合理的汽车速度。

ADAS系统包括感知系统、通信系统、决策系统和控制系统,地图信息如何在车辆的各个子系统中传输。为了消除各图商、ADAS零部件供应商之间协议的差异,并且更有利于ADAS地图的推广。图商、车厂、ADAS零部件供应商联合起来成立了ADASIS Forum制定地图与ADAS系统之间的通信协议,也就是ADASIS。

ADASIS全称Advanced Driver Assistance Systems Interface Specifications,即是ADAS的接口说明。ADASIS定义了地图在ADAS中的数据模型及传输方式,以CAN作为传输的通道。现在DASIS Forum被划入ERTICO(ITS Europe,欧洲的智能交通组织)。

目前ADASIS已经发布了v1和v2版本。

在ADASIS v1中,系统会根据车辆当前位置以及最终目的地,提取所有的路径规划方案,将其中最为优先的路径称为最可能路径,而其他方案为备份方案。所有的方案都会被提取并进行重构,并最终给出选择哪条路径以及如何驾驶通过的建议,传递到不同的ADAS系统中,导致系统中传递的数据量过大,并没有真正被车厂量产,相反,越来越多的企业摈弃v1而推出了自己的通信方案。v1并不是一个成熟的协议,但验证了技术可行性。

由于ADASIS v1的不成熟严重影响了ADASIS的推行。所以ADASIS Forum开始讨论为什么其他企业不愿意使用ADASIS v1。最终,在排除企业内部因素之外,分析出这些企业不愿意使用v1的最主要原因在于标准过于复杂。复杂的通讯协议以及要求传输的数据过多,会让开发者在数据提取单元与重构单元上花费大量的时间与成本,尤其是在量产车型上,这显然是不被车厂接受的。因而,ADASIS Forum着手准备ADASIS v2(第二版ADASIS),着重在降低系统占用的CAN总线资源,以及使用最小原则提取并重构数据。目前ADASIS v2已经被多家车厂采用。

宏观上ADASIS v2结构中包含以下几个部分

  • ADAS Horizion Provider:地图信息提供者,负责数据组织与发送

  • ADAS Protocol:ADASIS协议

  • ADAS Application(ADAS Horizion Reconstructor):ADAS应用,负责数据接收与解析及数据的使用。

  • CAN Bus作为信息传送的通道

ADASIS v2 System Architecture

在ADASIS v2中,传输依照单路径(path)概念。也就是传递数据的时候只选择最有可能行驶的一条路径(实际上是地图上规划出来的路径),对于可能存在的备选路径,则以路径中的交叉路口(stub)来表示。每个交叉路口之间的路径称之为路段,路段被视为构成路径的基本单元,以每一个路段为单位,再进行数据的分析与利用。

ADASIS v2 Data Model

路段上属性则通过Profile和Segment来描述。Segment描述路段大部分相同的属性,Profile则描述剩余的属性,同时对属性数据进行压缩。另外传输数据时也不是每次发送所有数据,而是查询到数据变更或有新的数据才发送。这种数据组织与发送的方式去掉了大量冗余数据,减轻了通信负荷。

最后还有Position用来实时描述当前位置。

ADAS Horizion Provider遵循ADASIS协议将以上信息发送到CAN总线上。ADAS Application(ADAS Horizion Reconstructor)选择性的从CAN总线上获取自己有用的信息,重构地图,完成自己的应用。这样一来,ADAS地图数据可以有效的传输到使用端,并且车辆改造最小,对CAN总线的影响也最小,最重要的是一切都是符合车规要求。

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不过,随着地图数据量的丰富,尤其进入到高精度地图时代,以及今后ADAS或自动驾驶的需要,都会对传输的数据量和传输频率提出更高要求,这时ADASIS v2也显现出他的不足。好在ADASIS Forum也在研究ADASIS v3,以及基于车身以太网的传输方式,所以对于未来的实现方式,我们拭目以待。

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