諾基亞下一代HERE地圖技術(shù)：精確度大提升

    諾基亞公司目前需要面對一個(gè)問題，那就是，“我到底是誰？！”好吧，我們暫且先不談他們手機(jī)業(yè)務(wù)被微軟收購這件事，今天要說的，貌似能讓諾基亞再爺們兒硬一次，諾基亞旗下的HERE地圖團(tuán)隊(duì)正在構(gòu)建下一代地圖數(shù)據(jù)，他們把這款全新的地圖產(chǎn)品稱為“HD Map”，也是給了如日中天的谷歌地圖一個(gè)下馬威。

    諾基亞染指導(dǎo)航領(lǐng)域已經(jīng)七年有余了，他們最初是從收購地圖數(shù)據(jù)公司NAVTEQ開始的，不過就這么一個(gè)收購交易，卻被雙方拖拖拉拉了十多年，直到2011年，諾基亞才徹底搞定了對NAVTEQ公司的整體收購。次年，諾基亞就創(chuàng)立了HERE地圖品牌，當(dāng)然，這個(gè)品牌出自于諾基亞公司之前廣為人知的位置與電子商務(wù)部（Nokia Location&Commerce）。實(shí)際上，HERE地圖已經(jīng)廣泛用于Windows系統(tǒng)和手機(jī)，而且Bing Maps也使用了HERE引擎，此外，許多汽車OEM制造商開發(fā)的車載導(dǎo)航系統(tǒng)也采用了HERE地圖。

    事實(shí)上，如果你使用HERE這款地圖就會發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)品還是非常簡單直觀的。如下圖所示，地圖上的行車道和馬路邊緣都是圖形化的，而且在各個(gè)交叉路口都設(shè)有節(jié)點(diǎn)，整個(gè)路線是由各節(jié)點(diǎn)連接集合而成，地圖上會顯示許多道路屬性的細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)，包括該道路允許的最大車速，車道大小，車道數(shù)量，以及車道間是否有間隔，等等。

    上述很多功能對于一個(gè)基本導(dǎo)航地圖來說以及足夠了，不過HERE希望能夠再領(lǐng)先一步，他們意識到自己必須要開發(fā)出下一代地圖產(chǎn)品，這樣不僅能提供基于特定地理位置的服務(wù)，而且還能應(yīng)用在自動駕駛汽車上面。

HERE互聯(lián)駕駛部副總裁Ogi Redzic認(rèn)為，如今的汽車地圖能夠滿足導(dǎo)航需要，但如果是未來的自動駕駛汽車，那么就需要一種完全不同的地圖，而這，恰恰是HD Map的方向。

    HD Map利用的是LIDAR（光探測與測量）激光測繪技術(shù)，該技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在了諾基亞推出的6800萬像素街景汽車上了。

    LIDAR使用的是一個(gè)快速旋轉(zhuǎn)的激光器，對汽車周圍區(qū)域進(jìn)行探測，然后測算出周圍物體與汽車的間距。每個(gè)LIDAR設(shè)備價(jià)格都是非常昂貴的，諾基亞公司表示，他們之前推出的第二代街景車上使用的攝像頭和激光器的總成本，其實(shí)和LIDAR差不多，但是后者則更精確，精準(zhǔn)度更高。

    當(dāng)搭載HD Map的汽車上路之后，它就會把汽車周圍的路況圖像收集起來，形成一個(gè)“點(diǎn)云”，這個(gè)點(diǎn)云是由許多獨(dú)立的云點(diǎn)組成，每個(gè)云點(diǎn)都代表了一個(gè)由激光集點(diǎn)反射回來的地理位置。這個(gè)數(shù)據(jù)是非常精確的，但問題是，存儲這些數(shù)據(jù)需要耗費(fèi)巨大的儲存容量。諾基亞公司的數(shù)據(jù)采集車每天會收集140GB的路況數(shù)據(jù)，其中就包括了LIDAR探測的激光數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)。

    事實(shí)上，HERE團(tuán)隊(duì)基于收集的激光數(shù)據(jù)，開發(fā)了一個(gè)矢量數(shù)據(jù)模型，這樣可以把那些數(shù)百千兆的地圖數(shù)據(jù)縮小到一個(gè)更合理的存儲大小。不過有一點(diǎn)值得注意，那就是普通的地圖都是以成對的橫斷線顯示的，而HD Map則向前邁了一大步，如下圖所示：

    從上圖可知，未來，應(yīng)用在自動駕駛汽車商的下一代地圖實(shí)際上就是構(gòu)建在矢量模型上的，而且它是三維立體展示，每一行道路不再以X軸Y軸這樣二維方式展現(xiàn)，而是以X/Y/Z立體方式展現(xiàn)的。這個(gè)建模地圖實(shí)際上是諾基亞公司根據(jù)實(shí)際道路表面情況，而且，它是根據(jù)收集到的每個(gè)獨(dú)立激光反射云點(diǎn)構(gòu)建的。HD Map不再是按照路線開發(fā)，它的每條道路都是單獨(dú)建模的，這樣精準(zhǔn)度就會更高。

    這么說可能還是有些抽象，舉個(gè)例子吧，比如如果車主要向左轉(zhuǎn)，普通的導(dǎo)航地圖會給你一個(gè)向左轉(zhuǎn)的大箭頭，然后就沒有了，而HD Map則會顯示出，你必須要變道到最左邊的那個(gè)車道上，才能左轉(zhuǎn)。這就是精確的元數(shù)據(jù)所帶來的效果。

    另外，HERE團(tuán)隊(duì)開發(fā)的HD Map還是三維顯示，這個(gè)功能可以告訴車主，道路上是否有上坡路或下坡路，我們知道上坡路很費(fèi)油，即便你有了一個(gè)最短路線，但是如果路況不佳，反而更耗能。而HD Map卻能夠?yàn)槟闾峁┮粋€(gè)最經(jīng)濟(jì)的路線，對于那些重載汽車運(yùn)輸公司來說，這個(gè)功能特別有用，因?yàn)樗麄兊钠嚩际亲詈挠偷拇罂ㄜ?，如果?yīng)用HD Map，每年可以為這些公司節(jié)省一大塊油費(fèi)成本。

    同時(shí)，諾基亞汽車上的高清攝像頭也可以捕捉各個(gè)方向的圖像，如下圖所示，HERE團(tuán)隊(duì)則會把收集到的圖像和LIDAR點(diǎn)云數(shù)據(jù)結(jié)合起來使用。

    Jane MacFarlan是諾基亞公司HRER團(tuán)隊(duì)研究主管（見下圖），他表示，當(dāng)把圖像和云點(diǎn)結(jié)合起來以后，就可以對給每個(gè)云點(diǎn)上添加色彩。這樣，車主在開車的時(shí)候看到的街景圖就是彩色的了。

    HD Map完全可能以此來開發(fā)3D立體全景圖，而他們的競爭對手，谷歌公司的街景車，似乎在3D街景圖上略微遜色一些?，F(xiàn)有的3D攝像機(jī)是固定在一個(gè)位置上，然后旋轉(zhuǎn)拍攝周圍立體圖像的。但是攝像機(jī)和周圍場景都必須要按照一定順序才能最后生成出全景圖像。

    相對而言，諾基亞的系統(tǒng)則可以同步抓取周圍圖像和LIDAR云點(diǎn)，這樣就可以在移動的狀態(tài)下生成立體全景圖。HERE團(tuán)隊(duì)還可以實(shí)時(shí)給LIDAR云點(diǎn)圖像添加顏色，這個(gè)功能對于汽車制造商還是挺有用的，因?yàn)樗麄兛梢院虷ERE團(tuán)隊(duì)合作，開發(fā)與自己汽車儀表盤顏色相匹配的地圖全景圖色。

    最后，Redzic提到了汽車傳感器的重要性，他認(rèn)為在一定程度上，車主可以信賴汽車傳感器，但是如果有一輛大卡車在你前方（如下圖所示），你根本就無法看清前面具體的車況。那么你還應(yīng)該相信自己的傳感器嗎？你必須知道當(dāng)前道路上的整體車況，前面會有什么情況，有幾條車道，天氣條件如何，馬路上是否有結(jié)冰，等等。

    這就需要實(shí)現(xiàn)車與車之間的交流，然后和云端保持好聯(lián)系，其中一個(gè)方法，就是可以為車主提供一個(gè)車身周圍路況的鳥瞰圖。Redzic認(rèn)為，如果汽車在高速行駛時(shí)，傳感器最好可以監(jiān)測周圍100-150碼的車況。

    事實(shí)上，諾基亞在汽車行業(yè)的野心并沒有那么大，也就是說，也許你看不到一輛諾基亞牌的汽車，當(dāng)然，他們不希望在重蹈自己在手機(jī)行業(yè)里的覆轍，去年，諾基亞公司和梅薩德斯奔馳進(jìn)行了自動駕駛汽車方面的合作，他們希望采用合作的方式，幫助汽車制造商開發(fā)互聯(lián)汽車。