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我的宜居地圖app是一款基于大數(shù)據(jù)的地圖工具,用戶可以在我的地圖app上繪制地圖,將你行走過的足跡,吃過的地方、去過的美景全紀(jì)錄在地圖上,讓我的地圖變得充滿回憶。

1.基于手機(jī)、出租車、網(wǎng)絡(luò)信息等大數(shù)據(jù), 配合城市土地利用、規(guī)劃管理等城市基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù),通過建模計(jì)算,為宜居評價(jià)提供新視角和方法。
2. 基于大數(shù)據(jù)特點(diǎn)構(gòu)建珠海市動(dòng)態(tài)宜居指標(biāo)體系,計(jì)算動(dòng)態(tài)宜居指數(shù),并在地圖上進(jìn)行可視化展示。
3. 用戶可根據(jù)自己的對各指標(biāo)依賴程度,對分指標(biāo)的權(quán)重進(jìn)行設(shè)置,生成自己的宜居地圖,直觀的展示出符合自己需求的區(qū)域。
1、地圖顯示:我的地圖app覆蓋全國所有省市縣。
2、智能規(guī)劃:我的地圖app采用業(yè)界最先進(jìn)的路線規(guī)劃算法,帶您走一條最好走的路。
3、語音導(dǎo)航:聲音甜美溫柔,聽多久都不膩。
4、電子狗:我的地圖app包括闖紅燈拍照,限速拍照,違章拍照和一些安全駕駛提醒。
5、實(shí)時(shí)路況:全國主要城市的實(shí)時(shí)路況數(shù)據(jù),清晰準(zhǔn)確的展示在地圖上。
1、GPS服務(wù)的啟動(dòng)、定位規(guī)劃更為細(xì)致,并提供語音導(dǎo)航,位置更加精確。
2、離線也可以進(jìn)行導(dǎo)航,查詢到實(shí)時(shí)的交通路線信息,開啟極速導(dǎo)航模式。
3、服務(wù)專區(qū)內(nèi)容更加的豐富,進(jìn)入到導(dǎo)航的界面,可以自主地設(shè)置。
4、位置的規(guī)劃更加的詳細(xì),地圖的詳細(xì)地點(diǎn)信息,在線就可以進(jìn)行獲取。
一、前言
傳統(tǒng)導(dǎo)航地圖在日常生活中主要被用于導(dǎo)航和查詢地理信息,出行的人群是其主要服務(wù)對象;谌祟愖陨淼囊曈X識(shí)別能力和邏輯思維能力,很多道路信息都被精簡[1]。隨著互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的高速發(fā)展,更多基于位置的新型服務(wù)和行業(yè)被提出,例如“互聯(lián)網(wǎng)+”智能交通、無人系統(tǒng)等。國家發(fā)展和改革委員會(huì)提出的促進(jìn)智能交通發(fā)展的“互聯(lián)網(wǎng)+”便捷交通實(shí)施方案已經(jīng)正式發(fā)布。這些服務(wù)都是依托互聯(lián)網(wǎng)來開展的,因此地圖的服務(wù)對象不再僅僅是人類,而是慢慢向機(jī)器過渡,這對地圖的精度、內(nèi)容結(jié)構(gòu)和計(jì)算模式等都提出了新的要求。
(一)地圖精度
普通導(dǎo)航地圖的精度在5m左右,只描繪了道路的位置和形態(tài),沒有反映道路的細(xì)節(jié)信息,無法準(zhǔn)確知道車輛所在位置。而高精度道路導(dǎo)航地圖的絕對精度要求優(yōu)于1m,相對精度達(dá)到10~20cm,包含了車道、車道邊界、車道中心線、車道限制信息等非常豐富的信息,如圖1所示。
(二)地圖內(nèi)容結(jié)構(gòu)
高精度道路導(dǎo)航地圖更加真實(shí)地反映道路的實(shí)際樣式,因此包含更多的圖層數(shù)量和道路數(shù)據(jù),圖層描繪也更加細(xì)致。高精度道路導(dǎo)航地圖不僅具有更高精度的坐標(biāo),還擁有更加準(zhǔn)確的道路形狀。同時(shí),每個(gè)車道的坡度、曲率、航向、高程等數(shù)據(jù)也被添加進(jìn)來。另外,車道之間的車道線情況(虛線、實(shí)線、單線和雙線)、車道線顏色(白色、黃色)、道路隔離帶、隔離帶材質(zhì)、道路箭頭、文字內(nèi)容和所在位置在高精度道路導(dǎo)航地圖中都需要詳盡描述。
(三)計(jì)算模式
高精度道路導(dǎo)航地圖的數(shù)據(jù)量是普通地圖的105倍甚至更多,目前以云計(jì)算為核心的集中式大數(shù)據(jù)處理模式已經(jīng)滿足不了需求。隨著物聯(lián)網(wǎng)和5G通信技術(shù)的快速發(fā)展,云端協(xié)同的計(jì)算方法——邊緣計(jì)算被提出,同時(shí)眾包的任務(wù)發(fā)布模式也被應(yīng)用于多個(gè)行業(yè)。因此高精度道路導(dǎo)航地圖的大數(shù)據(jù)處理模式可以采用“眾包+邊緣計(jì)算”的模式。
二、相關(guān)現(xiàn)狀
隨著智能交通和自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的飛速發(fā)展,現(xiàn)有的普通導(dǎo)航地圖在內(nèi)容、精度和完整性方面都無法滿足高層次的應(yīng)用需求[2]。針對道路的高精度電子地圖被逐步提出并得到了廣泛的認(rèn)同[3,4]。
目前在輔助駕駛系統(tǒng)和自動(dòng)駕駛領(lǐng)域使用高精度道路導(dǎo)航地圖數(shù)據(jù)的研究較多。例如根據(jù)高精度道路導(dǎo)航地圖進(jìn)行信息行為和車輛定位的研究[5,6],在輔助駕駛和自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中使用高精度道路導(dǎo)航地圖信息并在其上進(jìn)行自動(dòng)駕駛車道軌跡引導(dǎo)方法的研究[7,8]。而關(guān)于建立高精度道路導(dǎo)航地圖的方法研究也有很多,例如通過配備GPS-RTK的采集車沿特定線路采集數(shù)據(jù)[9];使用激光雷達(dá)與廣角攝像頭結(jié)合的方法提取道路信息,加上配備高精度全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)則能夠達(dá)到10cm精度,但這種采集方案成本較高[10];也有研究者提出使用低成本傳感器創(chuàng)建車道級(jí)地圖的方法,通過全球定位系統(tǒng)+慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(GPS/INS)緊耦合進(jìn)行定位,從正射影像圖中獲取相關(guān)地圖信息[11]。
圖1 高精度道路導(dǎo)航地圖和普通導(dǎo)航地圖對比示意圖
目前國內(nèi)外從事高精度電子地圖的測繪和生產(chǎn)的單位也逐漸增多。在Google以及Daimler的無人駕駛汽車的研制過程中,高精度電子地圖都是重要的組成部分[12]。2015年,奧迪、寶馬、Daimler聯(lián)合起來斥資31億美元購買諾基亞Here地圖,為研發(fā)高精度道路導(dǎo)航地圖做準(zhǔn)備。2015年,高精度道路導(dǎo)航地圖已經(jīng)應(yīng)用于特定場景,2011年寶馬的3系TrackTrainer,2014年奧迪的RS7都利用高精度道路導(dǎo)航地圖技術(shù)在LagunaSeca和Hockenheim成功跑完了賽道。從2016年開始,很多互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)通過收購的方式獲取地圖數(shù)據(jù)資源,然后結(jié)合自身算法、云計(jì)算能力生產(chǎn)高精度道路導(dǎo)航地圖,如Google、Uber、百度、阿里等。同時(shí),車企也開始依賴第三方地圖服務(wù),2017年初,Mobileye與大眾、寶馬和日產(chǎn)簽署協(xié)議,前者將為三家汽車巨頭提供地圖產(chǎn)品,而汽車廠商將負(fù)責(zé)為Mobileye提供更多的地圖數(shù)據(jù)。
三、需求分析與建模
本文從“互聯(lián)網(wǎng)+”智能交通應(yīng)用及未來20年無人系統(tǒng)行業(yè)發(fā)展的典型應(yīng)用場景出發(fā),將高精度道路導(dǎo)航地圖劃分為6層建立需求模型,如圖2所示。
(一)“互聯(lián)網(wǎng)+”智能導(dǎo)航
隨著城市環(huán)境的不斷建設(shè),為了提高道路使用效率、緩解擁堵,很多新的交通管理措施不斷被實(shí)施。例如多乘員車道(HOV車道)、潮汐車道(見圖3)等。HOV車道僅供乘坐至少某一規(guī)定乘客數(shù)的車輛通行。潮汐車道是指可變車道,即某一條車道在不同時(shí)段內(nèi)行駛方向會(huì)發(fā)生變化。這些新的交通管理方案的實(shí)施主要是通過車道來實(shí)現(xiàn)的,而高精度道路導(dǎo)航地圖可以精準(zhǔn)反映這些信息,為人們提供智能導(dǎo)航服務(wù)。
(二)“互聯(lián)網(wǎng)+”智能交管
道路交通執(zhí)法管理具有很多難題,尤其是在執(zhí)法取證和事故應(yīng)急處理方面。而高精度道路導(dǎo)航地圖可以提供新的技術(shù)手段來解決交通執(zhí)法管理中的困難。
1.交警執(zhí)法領(lǐng)域
車道級(jí)違法行為執(zhí)法取證是道路執(zhí)法領(lǐng)域的一個(gè)難點(diǎn)問題。車道級(jí)違法行為指移動(dòng)目標(biāo)相對于地面車道或其他移動(dòng)目標(biāo)而言,相對位置移動(dòng)在一個(gè)車道級(jí)別內(nèi)的、違反交通法規(guī)的行為[13],如不按規(guī)定車道行駛等。由于數(shù)據(jù)采集困難和現(xiàn)場還原困難導(dǎo)致這些行為目前難以執(zhí)法取證。而高精度道路導(dǎo)航地圖可以精準(zhǔn)反映車輛行駛在哪一條車道上,因此可以對車輛是否有車道級(jí)違法行為做出準(zhǔn)確判斷,滿足車道級(jí)違法行為執(zhí)法取證的需求。
2.保險(xiǎn)理賠領(lǐng)域
車險(xiǎn)理賠行業(yè)長期受到騙保行為的困擾,耗費(fèi)了大量的人力物力。這是因?yàn)楸kU(xiǎn)人員往往只能查勘事后證據(jù),無法判斷事故的全過程。高精度道路導(dǎo)航地圖包含豐富細(xì)致的車道信息,因此可以精準(zhǔn)反映車輛的行駛狀態(tài),并且在地圖上將事故的全過程進(jìn)行還原,從而可以幫助保險(xiǎn)人員對事故進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。
(三)“互聯(lián)網(wǎng)+”輔助駕駛/無人駕駛
無人駕駛領(lǐng)域要求地圖在幾何上具有更細(xì)的粒度,細(xì)致地刻畫道路上每個(gè)車道的詳細(xì)信息。而在拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)上,也要求準(zhǔn)確表達(dá)車道之間的連接關(guān)系。高精度道路導(dǎo)航地圖包含多個(gè)層次的幾何拓?fù)鋽?shù)據(jù),可以滿足面向輔助駕駛和自動(dòng)駕駛的不同層次的運(yùn)用需求。除此以外,高精度道路導(dǎo)航地圖還包含動(dòng)態(tài)要素。動(dòng)態(tài)要素包括兩種,一種是半實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)要素,它在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域主要用于進(jìn)行全局的路徑規(guī)劃;另一種是實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)要素,主要指動(dòng)態(tài)障礙物,它主要應(yīng)用于自動(dòng)駕駛系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)局部路徑規(guī)劃。
四、高精度道路導(dǎo)航地圖的結(jié)構(gòu)與計(jì)算
(一)高精度道路導(dǎo)航地圖結(jié)構(gòu)
道路地圖是對實(shí)際道路進(jìn)行反映,通過特定圖層來描繪特定類別,然后將圖層疊加進(jìn)行路面表達(dá)。終端上顯示的導(dǎo)航地圖往往由10多層甚至20多層不同分辨率的圖片組成,當(dāng)用戶進(jìn)行縮放時(shí),程序根據(jù)縮放級(jí)數(shù),選擇不同分辨率的瓦片圖(用方格來模擬實(shí)體),拼接成一幅完整的地圖。高精度道路導(dǎo)航地圖也是如此,只是它在普通電子地圖的基礎(chǔ)上包含了更多的圖層數(shù)量,且每一圖層的描繪更加精細(xì)。
高精度道路導(dǎo)航地圖由四個(gè)部分的數(shù)據(jù)構(gòu)成,分別是道路網(wǎng)數(shù)據(jù)、車道網(wǎng)數(shù)據(jù)、安全輔助數(shù)據(jù)和道路交通設(shè)施數(shù)據(jù)。這四類數(shù)據(jù)構(gòu)成的地圖結(jié)構(gòu)內(nèi)容根據(jù)地圖精度不同顯示的內(nèi)容也就不同,其基本結(jié)構(gòu)劃分和顯示內(nèi)容示例,如圖4所示。
道路網(wǎng)主要是由道路基準(zhǔn)線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成,用于描述道路的幾何形態(tài)、表達(dá)與道路設(shè)施間的關(guān)系。高精度道路導(dǎo)航地圖道路網(wǎng)示意圖,如圖5所示,它包括道路基準(zhǔn)線、道路基準(zhǔn)線連接點(diǎn)和路口等圖層。
車道網(wǎng)記錄路網(wǎng)中每個(gè)獨(dú)立車道的相關(guān)屬性,用于車道級(jí)的道路顯示、定位、路徑規(guī)劃和駕駛策略輔助。它包括車道級(jí)道路、車道級(jí)道路連接點(diǎn)、車道級(jí)道路形狀點(diǎn)等圖層,如圖6所示。
安全輔助數(shù)據(jù)和道路交通設(shè)施數(shù)據(jù)是對車道安全數(shù)據(jù)和車道上的其他交通設(shè)施進(jìn)行描述,用于輔助車道級(jí)定位和顯示,例如曲率、航向、縱橫坡度等。
道路交通設(shè)施數(shù)據(jù)則包括交通標(biāo)識(shí)、路側(cè)設(shè)施和固定地物等信息。
(二)計(jì)算模式
高精度道路導(dǎo)航地圖描繪的道路信息更加豐富,包含的細(xì)節(jié)更多,因此它的數(shù)據(jù)量也更加龐大。傳統(tǒng)導(dǎo)航電子地圖每千米的數(shù)據(jù)量約是1kB,而高精度道路導(dǎo)航地圖每千米的數(shù)據(jù)量大約是100MB,是傳統(tǒng)導(dǎo)航地圖的 105 倍。而且高精度道路導(dǎo)航地 圖中的數(shù)據(jù)類型復(fù)雜多樣,數(shù)據(jù)量急劇增加,并且 數(shù)據(jù)處理的實(shí)時(shí)性要求較高。所以目前以云計(jì)算模 型為核心的集中式大數(shù)據(jù)處理方式已經(jīng)不能滿足高 精度道路導(dǎo)航地圖的數(shù)據(jù)計(jì)算要求,需要建立新的 計(jì)算模型。本文提出“眾包 + 邊緣計(jì)算”模型作為 高精度道路導(dǎo)航地圖計(jì)算模式。
高精度道路導(dǎo)航地圖的數(shù)據(jù)采集任務(wù)很艱巨, 需要采集車跑過每一條道路,然后上傳數(shù)據(jù)繪圖。首先,這需要花費(fèi)大量的時(shí)間;其次,道路上的 一些信息會(huì)發(fā)生變化,高精度道路導(dǎo)航地圖需要 保持周期性數(shù)據(jù)更新,再次采集很多信息又是重 復(fù)的,且耗費(fèi)更多的資源。筆者認(rèn)為可以采用眾 包的方式解決這些問題,高精度道路導(dǎo)航地圖的 用圖者同時(shí)也可以是繪圖者。通過眾包的方式, 將數(shù)據(jù)采集設(shè)備裝在使用高精度道路導(dǎo)航地圖的 車輛上,其在行駛時(shí)邊用圖邊采集數(shù)據(jù),并且將 獲取到的數(shù)據(jù)上傳。這種方式可以很好地滿足城市街道需要一周更新一次來反映其構(gòu)造和新的交通 模式的需求。美國的 Mapper 公司已經(jīng)采用這種方 式來獲取地圖數(shù)據(jù)。
隨著物聯(lián)網(wǎng)和 5G 通信技術(shù)的快速發(fā)展,有別 于傳統(tǒng)云計(jì)算的全新計(jì)算模式——邊緣計(jì)算被研究 者們提出。邊緣計(jì)算是指在網(wǎng)絡(luò)邊緣執(zhí)行計(jì)算的一 種計(jì)算模型,邊緣計(jì)算中邊緣的下行數(shù)據(jù)表示云服 務(wù),上行數(shù)據(jù)表示高精度道路導(dǎo)航地圖服務(wù),而邊 緣計(jì)算的邊緣是指從數(shù)據(jù)源到云計(jì)算中心路徑之間 的任意計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)資源 [14,15]。該計(jì)算方法是一種 在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè),融合網(wǎng)絡(luò)、計(jì) 算、存儲(chǔ)、應(yīng)用核心能力的開放平臺(tái),就近提供邊 緣智能服務(wù),滿足行業(yè)數(shù)字化在敏捷聯(lián)接、實(shí)時(shí)業(yè) 務(wù)、數(shù)據(jù)優(yōu)化、應(yīng)用智能、安全與隱私保護(hù)等方面 的關(guān)鍵需求。針對高精度道路導(dǎo)航地圖的情況,在 邊緣式計(jì)算中,由于數(shù)據(jù)量的增加以及對實(shí)時(shí)性的 需求,需將原有云中心的計(jì)算任務(wù)部分遷移到網(wǎng)絡(luò) 邊緣設(shè)備上,以提高數(shù)據(jù)傳輸性能,保證處理的實(shí) 時(shí)性,同時(shí)降低云計(jì)算中心的計(jì)算負(fù)載。本文研制 了高精度道路導(dǎo)航地圖邊緣計(jì)算模型參考框架,如 圖 7 所示。
五、思考
(一)標(biāo)準(zhǔn)體系框架
目前國內(nèi)外從事高精度道路導(dǎo)航地圖的測繪和生產(chǎn)的單位逐漸增多,但各作業(yè)單位的技術(shù)水平、采用的儀器設(shè)備、作業(yè)方法、數(shù)據(jù)處理和成果形式各不相同。不同企事業(yè)單位采用的標(biāo)準(zhǔn)也不一致。這對高精度道路導(dǎo)航地圖的管理和共享帶來了問題,因此亟需加強(qiáng)高精度道路導(dǎo)航地圖標(biāo)準(zhǔn)體系框架的制定。高精度電子地圖標(biāo)準(zhǔn)體系框架是形成高精度電子地圖標(biāo)準(zhǔn)體系的基本單元。它包括地圖基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、云整合標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)和檢測評定標(biāo)準(zhǔn)四個(gè)部分,如圖8所示。
圖8 高精度電子地圖標(biāo)準(zhǔn)體系框架
(二)隱私與安全
出于對國家安全的考慮,許多國家對公共地圖的信息采集與繪制也有諸多規(guī)定,包括精確度、測繪區(qū)域、機(jī)構(gòu)和人員等諸多限制條件。因此需要進(jìn)一步規(guī)范公共地圖信息采集與高精度道路導(dǎo)航地圖數(shù)據(jù)保護(hù)政策,在保障信息安全和鼓勵(lì)高精度道路導(dǎo)航地圖技術(shù)發(fā)展之間,找到最佳平衡點(diǎn)和解決方案。
(三)坐標(biāo)體系的開放問題
傳統(tǒng)導(dǎo)航地圖都有約定俗成的電子地圖版本審查和加偏移措施等加密手段,但是現(xiàn)在這些地圖加密手段與高精度道路導(dǎo)航地圖之間存在矛盾。因此,在未來的發(fā)展中要對高精度道路導(dǎo)航地圖懷有創(chuàng)新性思維,實(shí)際應(yīng)用的導(dǎo)航定位服務(wù)都是局部的,或許可以嘗試用相對坐標(biāo)系解決定位精度安全問題。
(四)及時(shí)準(zhǔn)確地進(jìn)行數(shù)據(jù)更新
傳統(tǒng)導(dǎo)航地圖因其商業(yè)地圖公司及時(shí)、準(zhǔn)確地進(jìn)行數(shù)據(jù)更新,從而保障導(dǎo)航服務(wù)的準(zhǔn)確性。而高精度道路導(dǎo)航地圖的更新過程除了道路/車道的幾何信息外,還包括交通要素在內(nèi)的大量數(shù)據(jù)更新。而且,高精度道路導(dǎo)航地圖本身就包含龐大的數(shù)據(jù)量,如果每次都通過原始采集手段進(jìn)行數(shù)據(jù)更新,將會(huì)導(dǎo)致過多冗余數(shù)據(jù)和過高的成本。因此在未來的高精度道路導(dǎo)航地圖發(fā)展中,采用眾包手段獲得用戶手上的大量及時(shí)數(shù)據(jù),是一種更加便捷、低廉、可靠的數(shù)據(jù)更新手段。
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