2021年06月14日

武大数学成果服务智慧城市

湖北日报全媒记者 文俊 通讯员 吴江龙


6月12日,第二届数学促进企业创新发展论坛在重庆开幕。作为数学应用于产业并落地形成产品的典型示范,开幕式上发布首届中国工业与应用数学学会(CSIAM)应用数学落地成果,共4项,由武汉大学杨志坚教授和吕锡亮教授团队研发的“机器学习与确定性机理融合的高精度地图制作与评估体系”位列其中。中国科学院院士张平文等专家学者为项目代表颁发证书及创新研究资助,中国科学院院士江松主持仪式。

推动高精度地图核心技术发展应用, 让“车脑”更聪明

如果把智能汽车比做人,与人脑相似,“车脑”里也有相应的地理时空记忆。智能汽车所使用的地图比人眼所见更为全面,是当下路段时空数据结合的高精度地图。

它能为智能汽车进行路径规划,选择最优行车路线,并通过地图中的丰富要素和动态数据实现“超视距”感知,在夜间、恶劣天气等特殊驾驶场景下,提升驾驶安全性。此外,高精度地图还可以运用于智慧城市、智慧交通、物流以及众多垂直领域的无人驾驶场景,市场容量巨大。

武汉大学杨志坚教授和吕锡亮教授团队与武汉中海庭数据技术有限公司刘奋博士团队在高精度地图制作上进行了4年的合作,在“机器学习与确定性机理融合的高精度地图制作与评估体系”项目中取得了一系列成果。其中“高精度地图相关理论与技术研究”“曲线拟合算法”“点云纠偏算法研究”“科学质量检验体系研究”“车道线组置信值评估及重构算法”等成果都已经在高精度地图产线上提供服务。该项目通过对现有的高精度地图制作方法与评估流程进行革新,推动我国在高精度地图领域的核心技术发展。

“数学,特别是应用数学在解决高精度地图制作的核心科学问题方面具有不可替代的地位。”杨志坚介绍,在高精度地图的生产过程中,数据错误和人为因素都会产生误差。为了保证高精度地图的质量,通常在任务实时监控系统中进行作业员自检和质检人员抽检。“我们给出了一种数学模型,可以在尽可能少的自检和抽检情形下,科学地进行检测和保障地图的质量。”

完善37万公里高速公路和城市环线地图,服务智慧城市

如何精细化地理环境信息?如何精确控制行驶角度、上下坡道,优化制动系统,让车辆更省油?2018年4月,作为行业领先的高精度电子地图全栈服务提供商,武汉中海庭数据技术有限公司在控股母公司上汽集团的支持下,启动高精度地图新一代平台自研和众包专项技术验证。

“当时该技术在国内尚处于一片空白的早期概念阶段。”公司负责人刘奋博士说,众包专项下的众包大数据建图技术则跟行业普遍采用的技术在原理上存在颠覆性差异,属于智能时代的ABC(ABC:AI+BigDATA+Cloud)高新技术在地理信息行业的赋能应用。为解难题,刘奋博士带队找到了武汉大学数学与统计学院的杨志坚、吕锡亮教授团队。双方克难攻坚,2020年全国高速公路的高精度地图成果全面完成,2021年进一步完善了全国高速公路和城市环线的37万公里高精度地图的成果发布、月度级地图更新能力构建,同步启动了全方位的面向自动驾驶、智慧交通、智慧城市、智慧港口等行业领域的市场产品线开拓。

中海庭高精地图的成果,已在东风乘用车,上海洋山深水港等领域和地方应用。吕锡亮介绍,项目中的数据平滑技术,可以系统化地解决了智能重型卡车在路口拐弯处智驾时规划形点串的问题,尤其是狭窄单向两车道的U型转弯能够准确表达和输出,让车辆找准最节能省油的路线和加油、刹车的时间点。

“没有人天生会开车,都是通过训练之后才能变成老司机的。下一步,我们要把智能汽车训练和迭代成‘老司机’。”刘奋博士介绍,指挥车辆大灯进行及时变向,坡前加速,坡后减速,让驾驶更加安全安心,带来更好的行车体验、同时基于高精度地图成果,打造个性化的虚拟时空数据大脑,服务于智慧城市。

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