课题承担单位：北京汽车集团越野车有限公司
一、研究背景
全球主要发达国家和地区都将智能网联汽车作为未来发展的重要战略方向 ，加快产业布局，制定产业政策和发展规划，通过政策支持、技术研发、标准法规、示范运行等综合措施，加快推动产业化进程，为产业发展营造良好的环境。
智能网联汽车产业链包含上游的关键系统、中游的系统集成及下游的应用服务，其中产业链上游涵盖感知系统、决策系统 、执行系统 、通信系统等关键系统，感知系统关乎车辆的安全性和稳定性 ，而高精地图是感知系统中一项关键性基础技术。基于高精地图在智能网联汽车中的重要作用，是否有高质量的高精地图直接制约智能网联汽车行业的发展。当前，高精地图还是比较新的领域 ，在国内还处在发展的初级阶段，各图商生产的高精地图存在精度不同、格式不一致等诸多问题 ，高精地图产业缺乏协同，非常需要统一标准。
二、研究目标
该课题主要梳理国内外导航地图的使用现状，重点研究导航地图对智能网联汽车功能和性能实现的作用，分析得出导航地图为满足车辆使用的指标需求 ，进而提出标准化的建议 。
三、研究内容
1.从三个层面研究了智能网联汽车技术发展对导航地图的需求：一是按照导航电子地图分类进行横向对比；二是根据SAE自动驾驶等级划分，明确各类导航地图与自动驾驶技术实现的关系；三是研究高精地图在智能网联汽车发展中的作用,阐述了智能网联汽车发展需要高精地图技术支撑的推导过程 。
2.通过多方调研，梳理完成了各国/地区的高精地图使用现状。
3.调研分析了高精地图发展面临的主要问题点，即政策限制、数据格式问题和迭代刷新模式。
4.通过对整车智能网联功能定义和导航地图技术的调研和研究 ，提出了高精地图为满足车辆使用的五个技术指标。
5.借鉴传统导航地图相关标准,结合前述现状调研和技术指标分析,初步提出了我国智能网联汽车高精地图的标准需求建议 。
四、研究成果
课题梳理了国内外高精地图使用现状，基于现状研究，调研分析了高精地图发展面临的主要问题点 ：一是政策限制，分为采集资质限制 、偏转加密和信息表达缺失；二是数据格式问题，各图商的交换格式均不统一、各软件商编译格式也不统一 、各应用上的物理格式也不统一 ；三是迭代刷新模式，先验地图 ，众包地图 ，实时路况发布，政府相关管制信息（交管等）、预警、道路施工、高清卫星等数据需要进行融合发布，并根据智能网联汽车需求的刷新频率来更新 ，目前尚未形成产业模式，数据无法融合 ，迭代刷新无从谈起 。
课题通过对高精地图技术的调研和研究 ，提出高精地图为满足车辆使用的五个技术指标：丰富度、精度 、现势性、协同性及安全性。
丰富度
高精地图的丰富度主要满足智能网联汽车两方面的需求 ：一是道路数据本身信息量 ，如车道的位置 、类型、宽度、坡度和曲率等；二是车道周边的街景信息，如交通标志 、交通信号灯等基础设施信息 。这些信息对智能网联应用合理控制车速、灯光、能源补充、路径规划等都非常重要。丰富度主要表达了车辆需要的要素、属性，这些内容支撑导航 、横向定位、纵向定位 、相对实时空间定位、主动安全等功能实现。丰富度研究的重点是数据模型以及数据在媒体上的存储格式。
精度
随着自动驾驶等级的提升，针对高精地图的精度需求会逐渐提高，在驾驶辅助功能等实际应用场景中也可以体现出地图精度的必要性。例如，要实现车道道路离开警告 、车道保持辅助、车道变更辅助、巡航控制等功能时 ，车辆不仅要通过车载传感器感知到临近车辆与自己的相对位置及自身的绝对位置，还要判断两车是否处在同一方向或者同一车道内。只有知道了两车是否在同一方向或同一车道 ，车辆才能够做出合适的判断。高精地图的精度需综合考虑绝对精度 、相对精度、颗粒度、分辨率等方面 。
现势性
高精地图在保证丰富度和精度的前提下 ，还需要确保所提供的地图信息要尽可能地反映当前最新的情况。传统导航地图数据的更新是采用整体更新的方式 ，通常会有半年以上的滞后期，这在智能网联汽车应用中是难以接受的。因此 ，高精地图必须能够实现地图的实时增量更新，地图更新周期愈短，现势性就越强。根据博世在2007年提出的定义，无人驾驶时代所需的局部动态地图（Local Dynamic Map）根据更新频率划分可将所有数据划分为四类：永久静态数据（更新频率约为1个月） ，半永久静态数据（更新频率为1小时） ，半动态数据（更新频率为1分钟），动态数据（更新频率为1秒） ，保证自动驾驶的安全与高效率。现势性主要涉及V2X方面，需要融合先验图、众包图、车道级实时路况、交通事件等 ，同时需考虑网上传输延时性。
协同性
智能网联应用要使用高精地图就要满足数据内容的传递协同性，即通过标准统一道路、车道及路侧设施的表达 、模型及交换格式，可以实现不同车辆和不同图商数据的交互，能够最大化利用成果数据 。通过专用或通用的接口读取出智能网联应用需要的内容 。目前各国家和科研单位主要研究方向是制定出通用的易于根据产业链各环节具体需求而扩展的接口协议。有了通用的广为接受的数据接口标准 ，数据提供者、应用提供者和系统集成者就能够遵照协议进行协同工作。
安全性
高精地图的安全性主要体现在功能安全和信息安全两个层面。首先，高精地图服务于车辆，与传感器感知信息、定位信息等同为智能网联汽车控制模块的输入，决定了控制模块的执行结果 。高精地图作为功能实现的重要组成部分 ，其功能安全要求应加以规范 。其次，高精地图产业对国家安全异常重要，对国家政策的敏感性也很高，因此需要进一步规范公共地图信息采集与高精地图数据保护政策 ，保障信息安全。高精地图既要从地图数据传输、存储、应用等方面考虑数据安全，也要从网络安全、黑客攻击、OTA升级等方面考虑信息安全。
结合前述现状调研和技术指标分析,提出我国智能网联汽车高精地图的标准需求建议。从整车开发的视角对提出的标准需求进行三个层次的划分，即 ：地图类标准、车辆类标准和安全类标准。地图类标准有三项 ，即 ：高精地图数据模型、交换及存储格式，高精地图动态数据分类及格式，高精地图在线升级（OTA）技术要求 。车辆类标准有两项，即 ：车辆地理数据定位参考，车端与云端数据交换格式。安全类标准有三项，即：高精地图质量安全规范，高精地图功能安全技术要求 ，高精地图信息安全技术要求。
综上所述，本课题结合我国以及国际主流汽车国家智能网联汽车行业的发展现状，总结归纳了目前我国高精地图产业发展面临的政策难题，从整车的视角提出高精地图技术为支撑汽车行业发展需满足的技术指标要求和标准化建议。
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