《智能网联汽车高精地图白皮书》高精地图行业现状

导语：
高精地图的发展与智慧交通、智能网联汽车紧密相关，从智能网联汽车上路伊始，高精地图产业就应势而生并飞速发展。对于L3 及以上级别的自动驾驶汽车而言，高精地图是必备选项。一方面，它是自动驾驶汽车规划道路行驶路径的重要基础，能为车辆提供定位、决策、交通动态信息等依据。另一方面，当自动驾驶汽车传感器出现故障或者周围环境较为恶劣时，它也能确保车辆的基本行驶安全。

随着行业的发展，更多的 ADAS 系统开始应用高精地图，以增强超视距感知、提升规划能力。

近日举行的中国第八届国际智能网联汽车技术年会(CICV 2021)上，由CAICV智能汽车创新联盟自动驾驶地图与定位工作组发起，清华大学、百度、国汽智能网联汽车研究院等18家业内主流企业和组织共同编写的《2020智能网联汽车高精地图白皮书》正式发布，《白皮书》是迄今为止第一份展示高精地图全貌、应用成果的行业白皮书，对于行业各方面全面了解高精地图当前现状有积极意义。

本文截取自《智能网联汽车高精地图白皮书》，主要介绍高精地图行业整体现状。

高精地图作为自动驾驶重要的共性基础技术，具备不可替代的作用，高精地图能够为汽车构建“长周期记忆”、实现汽车超视感知，并有效提高算法效率和安全冗余。

高精地图是指绝对精度和相对精度均在 1 米以内的高精度、高新鲜度、高丰富度的电子地图，英文称为 HD Map（High Definition Map，从数据精度和要素丰富度的角度定义）或 HAD Map（Highly Automated Driving Map，从自动驾驶功能的分级标准角度定义）。高精地图所蕴含的信息丰富，含有道路类型、曲率、车道线位置等道路信息，以及路边基础设施、障碍物、交通标志等环境对象信息，同时包括交通流量、红绿灯状态信息等实时动态信息。

不同地图信息的应用场景和对实时性的要求不同，通过对信息进行分级处理，能有效提高地图的管理、采集效率及广泛应用。高精地图可以分为四个基本层级，由底层到上层分别为静态地图、准静态地图、准动态地图和动态地图。

目前，全球各企业组织也有类似地图信息分层，如博世提出的LDM（Local Dynamic Map）模型、日本 DMP（Dynamic Map Platform）公司提出的类似四级分层模式、中国智能网联汽车产业创新联盟（CIACV）-自动驾驶地图与定位工作组针对中国交通环境特点和智能网联汽车对地图要求提出的三级七层架构等。

图1 CIACV的地图三级七层架构

一、高精地图对自动驾驶汽车的作用

自动驾驶系统相比车载娱乐导航系统提出更高的要求，如超视觉感知增强，感知系统效率提升、辅助决策信息完善、协助路径规划并提升系统安全冗余等。同时，高精地图也是在传统导航电子地图基础上基于自动驾驶系统需求演变发展而来的，二者并非完全独立，具有一定继承性和衍生性，在保留传统导航地图检索、道路规划、渲染、诱导等功能基础上，高精地图侧重地图信息丰富性、精度高、提升计算机器或汽车智能化三大方向，以及高频更新、标识横纵向定位、坡度曲率节能应用与舒适性提升等。

高精地图可有效弥补传感器的性能边界，提供重要的先验信息，作为车载感知器、GNSS 等定位信号统一基础坐标系环境，是实现高度自动化驾驶甚至无人驾驶的必要条件，也是未来车路协同的重要载体。高精地图对自动驾驶汽车的作用具体表现在以下几个方面：

（1）作为汽车的“长周期记忆”，为车辆的自动驾驶提供道路先验信息。与车载传感器相比，高精地图不受天气环境、障碍物和探测距离等限制，为自动驾驶汽车提供安全冗余。同时，高精地图可以为车辆纵向加减速、横向转向及变道等决策提供先验信息，提高驾驶舒适性并实现智能节能。

（2）可预知红绿灯、车道线、道路标识牌等交通要素的位置，有助于提高传感器的检测精度和速度，节约计算资源。

（3）可作为规划决策的载体，路口红绿灯状态、道路交通流量、路网变化情况，以及车辆传感器信息等都可以传递至高精地图服务平台，通过服务平台实现智能路径规划。

（4）未来众包采集，可积累大量的驾驶数据，实现驾驶场景数据库的丰富，为无人驾驶系统进行仿真验证、优化人工智能训练等提供重要基础数据。

当前自动驾驶主要用地图实现地理围栏，车辆纵向控制，车辆横向控制，汽车节能等功能。

2、企业布局

从国际上来看，高精地图市场的企业比较多且杂，几家有代表性的巨头企业高精度地图竞争格局呈现两极分化的态势，这也体现在研发方式的不同：一方面是大型互联网科技巨头、车企，如谷歌、英特尔、宝马等，这些企业在高精地图研发上更多采取集中采集方式，合作伙伴数量相对多而且更为稳定，在市场上影响力更强；另一方面则是自动驾驶行业算法集成层面的初创公司，此类公司成本预算有限，对现金流较为迫切，基本采用成本较低的众包采集，并且积极地探索高精度地图的商业化变现模式。

国内投入高精地图市场的企业同样比较多，既有百度、高德、四维、易图通等传统图商，也有华为、滴图、初速度、中海庭、晶众、宽凳、全道等科技新势力。自 2018 年来，国内高精地图厂商已陆续进入汽车整车制造企业，其中高德、百度、四维图新、易图通均已进入全球主要汽车厂商供应名单。

从场景上来看，目前高精地图落地场景主要是高速公路和停车场，对应支持高速 HWP 和停车场 AVP 的自动驾驶功能。

在中国，高精地图的行业准入门槛很高，主要是受限于资质、技术、资金三方面。首先，尽管中国拥有地图业务的单位众多，但严格的审核制度，导致拥有制作高精地图资质（甲级导航电子地图制作）的机构却寥寥无几，截至 2020 年 11 月，仅有 28 家企业获得导航电子地图甲级资质。虽然已有 28 家机构获批高精地图资质，但真正具有高精地图采制能力的公司，屈指可数。目前业界公认具有高精地图采制能力的公司包括四维图新、高德地图、百度地图、易图通等。

市场需求方面，单车智能参差不齐，高精地图成为共同选择。除特斯拉外，BBA 及造车新势力们都选择了视觉为主的感知硬件。基本是从目前技术和性价比、成本和安全角度冗余考虑，感知摄像头的数量有多有少，但是高精地图和高精定位成了共同的选择，很明显高精地图和高精定位是未来主流，如下表：


表1 BBA、造车新势力辅助驾驶硬件配置表

三、法律法规

由于地图行业涉及到国防安全信息，我国高精地图测绘并不对国外厂商开放，国内图商成为我国高精地图行业主导。中国自然资源部也出台了《关于加强自动驾驶地图生产测试与应用管理的通知》，明确规定自动驾驶地图作为导航电子地图的衍生产品在管理上沿用导航电子地图相关政策但现有的法律法规对自动驾驶行业发展的壁垒主要体现在公开地图表示内容、地图加密和偏转、审图方式和周期、众包的行政许可、原始 GPS 坐标的使用、对外资企业的限制六方面。

四、数据采集及成本

由于高精地图的制作流程、成本、分发方式以及呈现的形态等，与传统电子导航地图有着较大的区别。高精地图对数据更新的实时性要求极高，完全依赖专门的采集车进行高精地图采集，效率低且成本高。高精地图的覆盖范围取决于 OEM 的需求，图商依据 OEM 的需求进行采集生产。目前国内图商的 HDM 范围都只是针对全国的高速和城市快速路等封闭道路，并没有扩展到全部道路；所以提高高精地图的采集和更新速度成为重要课题。目前，众包可以有效提高高精地图采集效率，但其需要采集公司具有相应的地图采集资质，并依赖于极其强大的数据处理能力。因此高精地图宜采用智慧生产线利用大数据分析、众包数据采集和人工智能等新型制图技术，以满足自主泊车、V2X 及智慧城市等多种场景的高精地图需求。近两年随着高精地图需求不断提高以及技术发展，此现象也在逐步改观。

成本方面，高精地图的主要成本分为两个部分：一是采集成本，主要包括设备成本、采集车辆的行驶耗材、过路费及人力成本等，仅一辆高精地图采集车需要配置的设备就包括：激光雷达、摄像头、陀螺仪、GPS接收机、数据存储和计算设备等；二是编译制作成本，主要是人力成本，编译制作过程需要高精地图制作企业投入相当多的人力。编译制作过程的“内业”人员的主要任务有地图绘制、校正地图信息、更新POI 信息、更新互联网用户报错等。相对于巨头公司，初创公司面临着成本、资源短缺、经验不足的压力。在地图采集上，传统地图企业多采用激光雷达的方案，而初创科技公司采取了以人工智能技术为基础的纯视觉方案，通过搭载价格较低的摄像头以降低数据采集成本；摄像头在精度上不如激光雷达，因此在数据更新环节，一些初创公司会利用众包的方案，以高精地图为底图，与物流企业、车企等合作，通过视觉传感器多次拍摄积累数据，提升整体更新精度。

五、市场规模

行业市场规模方面,随着 L3/L3+自动驾驶时代的临近，2019-2025年高精地图产业有望快速发展。高精地图市场参与者中，主要包括中大型专业图商、自动驾驶领域老牌科创型企业以及初创企业。根据海外高精地图单车价值约200美金测算，由于预计未来5-10年将出现智能驾驶需求爆发期，预测2020/25/30年全球高精地图市场空间有望达到20/90/200亿美元。目前国内高精地图的商业模式仍未完全成型，按照3亿辆汽车保有量及高德地图于2020年四月确定的单车百元年服务费测算，未来国内高精地图市场潜在规模约为300亿元。

根据高盛对全球高精地图市场的预判，2020年将达21亿美元；到2025年，市场规模会扩大到94亿美元。行业普遍认为，未来15 年高精地图行业将进入黄金发展期。另外，据美国 MarketsandMarkets 公司发布的全球自动驾驶3D高精地图市场的预测，从2020年到2030年，全球自动驾驶汽车3D高精地图数据市场的年均增长率（CAGR）将达到 36.2％；全球市场预计2030年将增长到 204 亿美元。

六、发展趋势

（1）高精地图的管理和市场主体演变。
例如Here从2013年就开始制造高精地图，其研发最早开始于 Here 与戴姆勒的一个合作项目，后来被奔驰、宝马、奥迪收购后，先后引入了 Intel、博世、大陆、先锋等产业投资，涵盖了芯片、传感器等解决方案。2016 年 6月日本相关 OEM 和供应厂商发起成立了 DMP，作为高精地图数据平台的建设主体，负责地图基础数据的采集和相关技术研发。2017年中国成立了国家智能网联汽车创新产业联盟（国汽智联），专门设立了智能汽车基础平台工作组，原国家测绘局在“放管服”政策指导下增加审批导航电子地图制作甲级资质到 28 家，并将进一步调整测绘资质管理办法，这些措施都会影响高精地图市场主体的演变。

（2）高精地图标准研讨和建立。
在国内，智能网联汽车和高精地图行业的深入融合和技术的成熟，不断推动高精地图向标准化方向发展。工信部、交通部、自然资源部、标准委等不断加快编制和发布智能网联汽车、车联网、高精地图等相关标准规范。国际上，ISO、NDS、ADASIS、SENSORIS、OADF、TISA、Open LR、SAE-International、ETSI 等标准化组织发布了自动驾驶和高精地图相关的数据交换格式、物理格式、动态信息存储格式、位置参考等标准规范。

（3）新型地图和新型测绘技术的发展和应用。
随着各类传感器在车上成为标配的部件，终端量产车成为地图数据的采集和更新的入口的趋势越来越显著，未来汽车既是地图的使用者，也是地图的生产者。基于高精地图也会延伸出各类服务扩展，例如 AR 导航、城市基础设施更新、车道级定位服务等。

（4）图商的角色从交付向服务演变，客户从 B 端向 C 端扩展。
高精地图需要实时更新的特性打破了过去图商只是向主机厂或者车载信息娱乐企业销售授权费的商业模式，开始向地理信息数据服务商转型。图商在产业链中的角色正在逐渐从传统汽车时代的供应商转变为自动驾驶时代的重要参与者、合作者、服务商。除了向车厂或者自动驾驶出行服务商提供地理信息数据服务这种 B 端的业务，高精地图也会向 C 端延伸。