摘 要 学术界和工业界已经做出重大努力来开发能够提供更高级别安全性和便利性的无人驾驶系统。为此，有必要有一个高精密的车道级地图，以提供各种无人驾驶车辆应用，如车辆路径规划和自我车辆定位。此外，各种先进的驾驶辅助系统（ADAS）都可以从精确的车道级地图中受益。然而，用于车辆导航系统或地理信息系统（GIS）的常规路线图不足以满足智能车辆系统（例如自动驾驶）的新要求。为此，本文主要通过研究分析国内外高精密地图的发展现状，论述高精密地图制作原理，了解高精密地图采集过程，分析多种高精密地图建模方法的利弊，提出一种满足高精密地图数据存储效率和可用性和方法，简述无人驾驶的四大关键技术，探讨高精密地图在无人驾驶中的应用及其重要性。 关键词：车道级；高精密地图；无人驾驶；地图数据处理

Abstract

Academia and industry have made significant efforts to develop unmanned systems that provide a higher level of security and convenience. So, it is necessary to have a high-precision lane-level map to provide a variety of driverless vehicle applications such as vehicle path planning and self-vehicle positioning. In addition, various advanced driver assistance systems (ADAS) can benefit from an accurate lane-level map. However, conventional road maps for vehicle navigation systems or Geographic Information Systems (GIS) are not sufficient to meet the new requirements of intelligent vehicle systems (eg, automated driving). Therefore, this paper mainly studies the development status of high-precision maps at home and abroad, discusses the principles of high-precision map production, understands the process of high-precision map collection, analyzes the advantages and disadvantages of various high-precision map modeling methods, and proposes a way to meet high-precision maps. Data storage efficiency, availability and methods, briefly describe the four key technologies of driverless driving, and discuss the application and importance of high-precision maps in driverless driving. Key Words：Lane level；high-precision map；driverless；map data processing 目录 摘 要 I Abstract II 第1章 绪论 1 1.1 研究背景 1 1.2 国内外发展现状 1 1.3 研究内容 4 第2章 高精密地图的制作 5 2.1 数据采集 5 2.2 数据处理 8 2.3 本章小结 13 第3章 无人驾驶技术 14 3.1 定位导航 17 3.2 环境感知 18 3.3 规划决策 20 3.4 自动控制 20 3.5 本章小结 21 第4章 高精密地图与无人驾驶 22 4.1 高精密地图在无人驾驶技术中的重要性 22 4.2 车辆的自定位 23 4.3 车辆的导航与控制 24 4.4 本章小结 24 第5章 结论与展望 25 参考文献 26 致 谢 28  

第1章 绪论

1.1 研究背景

无人驾驶是科技日益强盛的必然趋势，也是人们对安全、舒适地出行提出的更高要求。现如今各行各业都在推行大数据模式，这种模式可以帮助企业或者产品更高效的做出决策，汽车领域最典型的大数据作品就是车联网。实时交通路况、汽车行驶状态、地理位置等各种交通信息整合在一起，搭配一张功能强大的高精密地图，便可以让出行变得更加快捷，更加安全。有驾驶员的情况下，可以自行判断路况做出规划决策，但是在无人驾驶中，需要依赖高精密地图，准确的计算无人驾驶汽车与周围环境的车辆或者物体的相对位置、速度等特征参数，才能保证行驶安全。所以，高精密地图对于无人驾驶技术的完善起着至关重要的作用。

1.2 国内外发展现状

随着IT界将视野扩展到汽车行业，会对车载硬件商带来较大冲击。由于汽车本身的驾驶特性，高精密地图是汽车向智能化发展的关键技术。在国内，高精密地图所包含的私密技术多，只有有多年导航地图自主开发技术和经验的研究团队，才能针对客户的需求差异提供高精密地图服务。 因为高精密地图应用在无人驾驶技术上需要有很广的覆盖范围和很高的精确度，电子地图在与导航产品配套的过程中，需要经过大量的验证；并且全国各地到处都在新修地铁，地图信息变更很快，提高了验证的成本，因此生产企业对于导航地图制作团队的选择表现的非常谨慎，并有着独特的一套认证方法和标准，新兴企业想要跻身进入成熟企业的供应商行列，需要经过长时间的磨练和认证，这就在一定程度上抬高了进入高精密地图行业的壁垒。高精密地图行业有一个特点就是资金密集，地图数据库的建设周期较长，开始时需要投入大量资金，并且需要持续投入。此外，测绘地图信息本身就会触及到国家安全红线，任何企业不可能随意的进行地图信息收集，而进行高精密地图的采集工作需要相比传统电子地图更专业的精密测量设备，而国内能够达到这些条件的地图厂商也只有为数不多的几家。而这也使得浙江吉利控股集团董事长李书福在今年的“两会”上提交提案：“审慎对进行自动驾驶开发技术的企业提前、有条件地开放地图测绘资质，并进行有效监管。”^[1]。 无人驾驶汽车似乎可以依靠源源不断的数据采集来不断更新地面道路信息，但在目前国内的法律法规下，这条路行不通。据交通部公布的数据，截至到2017年底，全国公路总里程数已经达到477.35万公里，与去年相比增长7.82万公里。全国公路密度达到49.72公里/百平方公里，较去年增长0.81公里/百平方公里。如图1.1所示。