HERE陈艳:HERE的全球化自动驾驶解决方案

8 月 25 日,由盖世汽车主办、中国智能网联汽车产业创新联盟自动驾驶地图与定位工作组协办的“2020 第二届自动驾驶地图与定位大会”隆重召开。本次会议主要聚焦高精地图、高精度定位等自动驾驶关键技术,共探产业未来发展之路。下面是HERE中国首席架构师陈艳在本次论坛上的发言。

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HERE中国首席架构师 陈艳

感谢盖世汽车在这特殊的时期坚持举办这么专业的高精度地图行业大会,也感谢我自己,提前结束休假,来参加这个行业聚会,因为有非常强的动力和责任感,与各位行业专家分享一下,HERE作为全球最大的图商,在过去一年,关于高精度地图和使用场景的所思所想。

感谢前面几位嘉宾的分享,我们有很多的共鸣,今天我不会讲高精度地图本身,因为大家已经非常熟悉。在这个特殊的历史时刻,我们一起看看HERE的发展史,也是导航电子地图和高精度地图的发展史,鉴史以知今,并展望未来。

HERE 的前身是NAVTEQ,于1985年在美国芝加哥和荷兰飞利浦的总部所在地埃因霍温成立,是全球最早致力于把纸质地图变成电子地图公司,是三十五年前的高科技初创公司。1994年和宝马汽车一起在加利福尼亚发布了第一张车载导航电子地图,同年发布了第一张网页版地图。毫不夸张的说,那是一个划时代的历史时刻,为了第二天的发布会在车上连夜调试的前辈,一定没有想到移动出行会蓬勃发展到今天的应用场景。

从公司层面的发展来看,NAVTEQ成功在纽约交易所上市,2006年的时候诺基亚80多亿美金从公开市场全资收购了NAVTEQ,将上市公司私有化,并于2009年完成合并。2015年,诺基亚转型成为Networks公司后,奥迪、宝马、奔驰集团组成的联合体收购了当时的HERE,并保持公司独立运维,为汽车行业保留一家独立的地图公司,也同时开始融合传感器数据和位置服务,布局自动驾驶,共同建立汽车行业的生态系统。之后,我们公司每年都引入新的战略投资者,17年的时候英特尔投资了我们,2018年博世,Conti, 19年日本公司三菱和NTT成为我们的股东,这些战略投资者对HERE的投资,都意在布局自动驾驶和建立属于汽车行业的生态系统。

从地图产品发展史来看,1994年发布了第一张车载导航电子地图之后,2004年的时候,我们和宝马一起发布了全球第一张ADAS地图,第一张自动巡航的地图,回顾ADAS发布后的这16年,量产平台大概160-200个左右,可能大家还津津乐道还是GM 根据ADAS做的L2级别的车道跟随。从中短期来看,增强的connected ADAS还有很大发展空间,也是可以很快落地的方案,是很多开发者着力的点。

在车厂的大力推动下,2009年我们就开始开发高精度地图,并将传感器用于地图生产,在此期间,投入巨大研发成本,在高精度地图开发的道路上努力向前奔跑。2011年的时候,我们发布了第一个位置服务平台,2016年的时候,我们开放位置云平台的1.0发布,这是为汽车传感器融合和自动驾驶服务的平台,同时支持全行业的位置服务应用。我们提供一站式服务,让车厂和开发者在我们的平台access 我们的位置服务,把他们的数据带上来,开发丰富他们的数据,生产新的服务和应用,HERE自己也是这个平台的开发者。稍后,我也会介绍一下我们这个平台的能力和HERE 基于汽车传感器数据生产的服务。

2018年自动驾驶最火爆那年,我曾经在年尾演讲的时候引用狄更斯的名句:“这是最糟的时代,也是最好的时代”, 现在回头看来说的有点早,2019年自动驾驶减速,2020年,都比2018年严峻。看似危机四伏,但是我认为这是危中有机的时候,机大于危,给了我们苦练内功专注发展的时间。我想,这也许是黎明前的黑暗,导航电子地图开发用了9年,产品成熟,到移动出行发展到今天26年,而从高精度地图开发到现在11年,我们要给自动驾驶这个产品和行业更多的时间。也许,现在的投资环境和技术水平决定,不会再给一个创业公司10年的时间开发出一个产品,整个过程会大大缩短,我们可以做的是调整产品战略,制定中短期和长期策略,应对市场变化。

过去一年,我们公司重新调整了产品策略,从自动驾驶的场景出发,使高精度地图能够更好地支持自动驾驶及辅助自动驾驶功能。在车厂需求的推动下,我们努力奔跑,现在的情况,给我们时间,慢下来,等一下我们在软件和系统供应商方面的合作伙伴,自动驾驶是一个系统工程,帮助他们更好地使用我们的高精度地图和全球的解决方案,才能共同发展。

我今天特意穿得非常中式,想说HERE是全球的,也是中国的。我们在海外和中国提供同样架构的解决方案,在中国,我们是和合作伙伴一起来提供的合规的高精度地图和位置平台解决方案。过去,HERE更多的是帮助全球车厂和客户把他们海外的方案带到中国,现在,在中国的移动出行高度发展的今天,我更期待通过我们全球的位置平台,把中国开发者的解决方案带到海外去。我们的平台已经搭好了,请各位合作伙伴一起来参与。

我们来蹭一下车厂“软件定义汽车”的热度,是什么定义了高精度地图和自动驾驶的软件呢?在高精度地图开发阶段,我们一直是被全球车厂的需求来驱动的,同时满足应用场景的要求。我们在做所有产品的设计都是考虑到这两点,开发阶段,也许前者更为优先。过去一年,我觉得我们公司也有一些变化,我们会把应用场景放在更高的优先级去考虑,然后平衡车厂的需求,这可能才是真正能做好产品或解决方案的方式。

汽车行业正在经历从所有权到使用权的变化,在自动驾驶方面也有两种主要的发展模式。模式之一,是提高汽车所有者的体验,也就是驾驶体验,主要由车厂和tier 1驱动,从ADAS和增强ADAS开始,支持L2+, 到L4,预测在2022年以后会有更多的平台落地;第二个发展模式,是以使用权为基础,目标是代替共享汽车和配送服务的驾驶员,这一模式是由移动互联网公司和高科技公司主导的,着重L4和L5级别的自动驾驶,预测它可能会出现在2025年以后。这是市场研究的结果,通常,我个人不管分析师怎么严刑拷打,也从来不会预测时间点,因为我觉得产品发展是有自己的规律的,任何的预测在回头看的时候可能都会被打脸。

自动驾驶时代,单车和多车传感器数据融合是一个重要课题。 HERE从2009年开始做传感器数据制图开发,15年车厂集团收购HERE的时候已经开始部分回传传感器数据。2016年我们和全球的车厂和tier1一起定义了SENSORIS的行业标准,规范V2V和V2X的回传。今天,很多车厂和友商也在呼吁传感器数据的分享,进展比预计缓慢。虽然我们已经有平台支持,技术问题已经解决,也已经有成熟的商业模式,支持多种模式的有偿分享,但是车厂的意愿,策略和开发能力都有很多壁垒。去年,我们欣喜地看到了进展,更多的全球车厂开始有意愿回传和分享他们的数据,因为逐渐形成了共识,传感器数据融合对整个行业和自动驾驶发展有重大意义。刚才好多同仁说到,高精度地图是一个扩展的传感器,为车内传感器提供可靠的冗余,对于汽车安全性有很大的提高,更进一步,高精度地图为汽车和软件提供了一个环境和感知训练,让自动驾驶汽车不需要像第一次来到某个地方,可以给它很多的训练和准备,就像做一个答卷,虽然不是开卷考试,但仍然会大幅度提高自动驾驶安全。

在我们在努力向前冲的开发阶段,大家放了很多的视线在高精度地图本身的规格和属性, ADAS,车道和高精度地图,作为预测性的交互和执行零部件,对于路径的规划和提供自动驾驶的决策,对提高车载娱乐系统和自动驾驶的用户体验,都是有非常重要的意义的。

基于前面这些市场趋势,包括大数据的处理,我们都有相应的解决方案。一个新的功能,只有在更广域的路况,和全天候条件下使用,才更有使用价值,市场价值和用户粘度,只能小范围使用的功能,价值有限。如果把一辆自动驾驶的汽车作为一个整体来看,它需要具备什么能力呢?除了要有L3、L4级别的自动驾驶能力以外,还要能够在更广域的场景下,全天候情况下,实现不同级别的辅助驾驶功能。它要同时兼具这两种能力,不可能是由驾驶员自己来判断触发选择,因为他对于自动驾驶功能的知识是有限的,这需要由tier1和车厂来实现。车内控制系统需要根据地图和传感器的状态,不同的场景,触发相应的自动驾驶功能,实现全天候,全路况的自动驾驶和辅助自动驾驶功能。为了提供整体的解决方,我们的高精度地图生产是从下到上的,是从传统地图的道路,根据高精度的采集,生成车道,再到HERE 的HDLM。在高速路,我们用HDLM来支持横向、纵向定位的需求,支持highway pilot, 和Traffic Jam Pilot。在城市道路等级比较低的地方,不能实现自动驾驶功能的区域,我们有扩展的connected ADAS,曲率、坡度,限速提醒,安全服务等来支持辅助驾驶功能,让自动驾驶和辅助自动驾驶的功能有更广泛的应用场景和覆盖范围,从而更有市场价值和使用价值。

在这里介绍一下我们支持ADAS和自动驾驶的产品线。页面下方是不同等级自动驾驶的场景,L0应用场景包括交通信号识别,事故预警,我们可以用静态地图,和基于汽车传感器回传生产的安全服务,包括Road sign和实时事故预警来提供服务,可以支持IVI,也可以只是仪表盘上的提醒。L1级别的自动巡航,可以选用以上服务,加上ADAS地图、实时交通、安全摄像头,这样的一些动态服务来支持。L2的自动续航和主动变道辅助系统,除了以上服务,需要使用HERE的车道产品。HERE车道是厘米级的精度,做横向定位已经足够,我们做了很多的实验,也跟很多合作伙伴一起实现了这种厘米级的定位量产。我们ADAS和车道覆盖高速和城市内的道路,在全域支持辅助自动驾驶功能。

HERE 的HD 地图和实时服务支持L2+主动变换车道,到L3和L4在高速和城市道路的自动驾驶,为ODD决策提供输入。

这是我们为自动驾驶提供的完整的产品线,支持从L0到L5级别的纵向辅助功能,支持L2到L4以上的级别需要的横向辅助功能。就定位而言,L2级别用车道支持横向定位已经足够,然后到L3、L4级别的时候需要使用高精度地图的车道图层和定位图层支持横向和纵向定位。我们在不同的国家统计过能够采集的sign,poles 和objects 这些可以支持纵向定位的固定的标记物,覆盖都是有限的,对于整个定位精度的提高也有限,所以我们说,在目前的这种L0到L2+级别的定位来说,车道已经足够了。

介绍了整体产品线,下面介绍一下具体的产品,HD live map,也就是实时更新高精度地图, ADAS, 车道和HERE 的位置平台。我们的HDLM为三个图层,交付格式可以是NDS地图,也可以是HERE Navitive 格式。 HERE Navitve 格式由HERE Platform 提供,支持按需调用。客户和开发者可以通过HERE 平台,一站式access HERE高精度地图,ADAS地图和道路级别的地图及动态服务。我们首先看道路图层,发布道路属性,ADAS地图、限速,支持路径规划,道路驾驶规则,增强传感器的功能;第二个图层是车道图层,就是我刚才介绍的HERE车道产品,包括车道线、车道宽度,表示等,除了支持以上的功能以外,还可以提供横向定位的功能。这两个图层,覆盖全球五十多个国家,包括高速到城市道路。第三个图层是定位图层,会发布我们的实时服务,道路上的objects标记物,既可以支持高精度的横向和纵向定位,也提供感知环境动态变化的能力,是超视距的扩展传感器,为自动驾驶决策提供重要输入。

我们来看看HDLM需要具备的特性,首先有很高的精度,有足够丰富的属性,高覆盖率,新鲜程度。我们现在已经实现了HDLM采集、制作、发布、质量控制和更新的全流程,我们正在着力于做高精度地图的更新,扩大实时更新高精度地图的范围。

生产这样的产品,要求具有大数据管理和分析能力,要具有自动识别和机器学习的能力,整合全球范围的合作伙伴和众包管理能力,高精度和3D的采集处理和数据处理能力。我们在整个地图生产过程中积累的经验,帮助我们产生很多副产品,包括机器学习,图像识别等。受益于这些能力, 我们实现了自动化的高精度地图采集和制作,发布质量Index,实时更新维护,帮助车厂做自动驾驶决策。高精度质量的可靠程度和更新能力,对全球高精度地图生产厂家来说,都是巨大挑战。

从采集到生产制作到更新,我们形成完整的闭环流程,这里简单介绍一下我们的更新策略和来源。专业采集为我们提供最高精度和全面的覆盖,但是对于频度是不能满足的。HERE是唯一已经获得车厂传感器数据分享的地图厂商,我们用量产车回传的传感器数据,手机和消费产品的摄像头数据,更新一部分精度要求不那么高,但是变化迅速的属性,然后我们也会有卫星和航拍数据,和其他第三方来源,做更新的来源。我们已经打通了高精度地图更新的整个闭环。在高精度地图生产和更新的过程当中,车厂和tier1的角色也有变化,车厂因为要定义自动驾驶区域,要识别传感器信息,丰富自己的产品,所以某种程度上也会成为高精度地图生产和更新中的一部分。在海外是由HERE支持并提供交换规格。在中国,需要有各种各样的合规方案,我们和合作伙伴四维图新一起为全球的车厂在中国提供服务。

刚才介绍的是我们的一个完整的自动驾驶产品HDLM,HERE ADAS 既是HDLM的一部分,也可以是一个单独的产品,ADAS已经不再只是传统曲率、坡度、高程,我们还会发布速度和sign的信息,主要是做驾驶安全和提高能效的辅助自动驾驶功能。看一段小小的影片,展示增强ADAS 的应用场景。我们在增强ADAS里发布车道产品,可以提高驾驶安全,实现车道级导航。动态服务的使用,让增强的ADAS成为超视距的扩展传感器,提高驾驶员的舒适度,包括重新规划路径,通过集成实时的交通信息能够让车知道前方发生了什么,做节能、减速的决策,如果加上自学习功能,参考历史平均车速,和其他有人驾驶的汽车速度,会知道ADAS应该采取一个什么样的速度提醒,这个也是很多车厂已经实现的功能。

HERE 车道产品能够提供横向的辅助和横向的定位,车道还可以支持准确的车道级路径规划和导航,可视化,增强现实,车道级的AR导航。在车道模型里,我们发布车道的拓扑关系,包括车道数,车道驾驶方向以及车道的连通性,车道的几何形状,车道线等,帮助车道保持和变道。左侧是车道产品可以支持的IVI的应用场景,右侧是支持ADAS车道保持、车道变化,自动巡航主动变向。普通的ADAS只能实现车道跟随,有车道产品加持后,车辆不会因为车道数的变化或者车道线的消失影响到定位的精度,始终会保持在车道的中间,同时它还支持主动变道。

我们今天讲了很多的车道定位,这页展示我们和合作伙伴做的项目,在全天候的条件下,一个便宜的摄像头,大概是在十几美金,配合HERE车道产品,它实现的横向定位精度已经达到了20厘米。我们在雾天、雨天、黑夜,还有各种路况下,包括桥梁隧道都做过实验,它的定位精度还是很可靠的。

这段影片介绍了车道产品的应用场景,例如车道定位,车道保持,HCU增强现实显示,限速提醒,除了限速标牌,还需要知道在不同天候下这个车要保持什么样的速度,可以判断限速的变化,同时它也会根据车与车之间的交互做限速提醒,2021年会有量产车上市实现这样的功能。车道产品和动态服务的结合,会在全天候实现车道级的导航,变道。

前面介绍HERE 为辅助驾驶和自动驾驶提供的产品线,这些产品是基于HERE Platform提供的。HERE Platform提供了一个一站式的位置服务平台解决方案,以HERE的位置服务为中心,能够让车厂和开发者获得我们所有的动态产品和地图服务,把自己的数据带到HERE platform,可视化和分析地理信息数据,进行数据的管理、生产和发布。HERE Platform 给车厂提供了一个大数据产品化和变现的平台。

这个平台的核心是我们的位置服务,包括第三方的位置服务。打个比方,我们租了AWS的写字楼,隔成不同的房间,每个房间里面都有安全措施,遵守GDPR的标准,配备了HERE 位置服务的API和SDK,只有客户授权的开发者才能进入这个房间,在这里,数据上传一次可以在workspace里面开发,也同时可以在market place进行分享。这个分享可以是在公开市场分享,也可以只分享给指定的客户。我们已经把地图和服务编译成各种SDK 和API,能够帮助你们的产品和服务尽快上市。

如果你不需要位置服务的背景可以不要到这个平台上,自己车厂的云就足够的,而且还有一个很重要的特点我们是处理很大量实时的传感器数据。

除了传感器数据以外,开发者还可以把自己API和SDK在market place发布,能够让更多的车厂看到你们的产品和服务。在这里举个例子,HERE作为开发者生产的服务。车厂首先会把传感器数据在它自己的平台处理,按照我们协议好的规格分享给HERE 平台,HERE融合各个车厂的数据,生产实时交通、道路标牌的识别和验证,我地上停车场的实时信息,包括还有灾害预警,这些都是已经量产的服务,它既提供给导航服务,也作为是高精度地图的一部分,提供自动驾驶的服务使用。

这里展示了我们的合作伙伴和股东,通常我会在这里结束。HERE是一个完全开放的中立平台,在技术上和商务上已经给车厂和Tier 1,软件开发的小伙伴搭好平台,建立了一个位置服务的亚马逊市场,欢迎大家加入我们。重要的事情说三遍,HERE是全球的也是中国的,欢迎大家在这个平台上开发自动驾驶解决方案,让你们的方案在中国落地,也通过我们的平台,到全球市场去落地,谢谢!

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