[发明专利]用于自主车辆的高清地图以及路线存储管理系统

说明书

用于自主车辆的高清地图是非常高分辨率且详细的，因此需要存储大量数据。车辆计算系统提供多层缓存使得该数据在要求每个操作上非常低延迟的系统中可用。系统确定汽车在不久的将来最有可能要行驶哪些路线，并且确保在开始路线之前路线被缓存在车辆上。系统提供用于将地图数据从服务器移动到汽车并且用于管理车载磁盘的有效格式。系统还在汽车移动时提供附近地图数据的实时可访问性，同时以最佳速度提供数据访问。

相关申请的交叉引用

本申请根据35USC 119(e)要求于2016年12月30日提交的美国临时申请第62/441,072号的优先权的权益，其全部内容通过引用并入本文中以用于所有的目的。

技术领域

本公开内容大体涉及用于自主车辆的地图，并且更具体地涉及向自主车辆提供具有高精度的高清地图和最新地图数据以用于安全导航。

背景技术

自主车辆(也被称为自动驾驶汽车、无人驾驶汽车、汽车或机器人汽车)在不需要人类驾驶员对车辆控制和导航的情况下从源位置行驶到目的地位置。由于若干原因，行驶自动化仍有困难。例如，自主车辆在运行中使用传感器做出行驶决定，但是车辆传感器不能总是观察一切。车辆传感器可能被角落、起伏的山丘和其他车辆遮挡。车辆传感器可能不会足够早到做出决定地观察某些事物。另外，道路上可能缺少车道和标志，或者车道和标志可能被撞倒或被灌木隐藏，因此不能由传感器检测到。此外，通行权道路标志可能不容易看得见以便确定车辆可能从哪里驶来或者在紧急情况下或者在必须经过静止障碍物时转弯或移出车道。

自主车辆可以使用地图数据而不是依赖于传感器数据来解决上述信息中的一些。然而，传统地图具有若干缺点，使得传统地图难以用于自主车辆。例如，地图不提供安全导航所需的准确度水平(例如，10cm或更小)。GPS系统提供大约3米至5米的准确度，但是具有大的误差状况，导致准确度超过100m。这使准确地确定车辆的位置变得具有挑战性。

此外，传统地图由使用具有高清传感器的特别配备的汽车的驾驶员的勘测队创建，这些汽车在地理区域周围行驶并且进行测量。取回测量结果，地图编辑员团队根据测量结果汇总地图。该过程昂贵且耗时(例如，花费大概几个月来完成地图)。因此，使用这样的技术汇总的地图不具有新数据。例如，道路以每年大约5％至10％的频率的基础上更新/修改。但是勘测车价格昂贵且数目有限，因此无法捕获大部分这些更新。例如，勘测车队可能包括一千辆汽车。对于美国的甚至一个州来说，一千辆汽车不能够保持地图定期更新以允许安全自动驾驶。因此，用于维护地图的传统技术不能够提供对于自主车辆的安全导航是足够准确的并且最新的正确数据。另外，在更高分辨率地图中存在以下折衷：因为高分辨率地图就数据大小而言更大，使得在自主车辆中存储这些高分辨率地图具有挑战性。随着高分辨率地图的不断更新和修改，将整个高分辨率地图发送到每个自主车辆在计算资源和传输所需的时间方面成本高。

发明内容

本发明的实施方式生成并且保持详细的、非常高分辨率(例如5cm分辨率)的、并且提供用于安全导航的最新路况的高清(HD)地图。这需要大量数据例如多个拍字节以覆盖一个国家。本发明的实施方式描述了在在线系统与自主车辆计算系统之间传递HD地图的有效方法，并且可以使数据在要求每个操作上非常低延迟的系统中可用。例如，缓存系统向以仅小存储量(例如，几百千兆字节磁盘和几千兆字节的随机存取存储器(RAM))控制车辆的处理器给出更大(例如，多拍字节)数据库的即时且有效访问的形式。系统提供(1)用于在在线系统(例如，在云上)与车辆之间移动地图数据的(在时间、空间、带宽等方面)有效格式，(2)车载磁盘的有效管理，(3)当车辆在其环境中移动时，相关(附近)地图数据的实时可访问性，以及(4)访问所有数据，就像数据已经在RAM中并且能够以最佳速度访问一样。