?。ň幾g/3sNews主筆 張凱）波士頓陽光明媚的午后，TomTom的一輛2015福特翼虎(Ford Escape)顯得格外引人注目，與其他汽車不同的是，這輛翼虎的行李架上配置了一系列高科技裝備：一臺Velodyne激光雷達相機，一臺360度全景相機，兩臺SICK雷達，還有兼容GPS和GLONASS的高精度天線。
這臺Velodyne HDL 32E每秒生成的點云有70萬點，射程達到了70米，典型精度為2厘米。兩臺SICK雷達可以覆蓋觀測死角，主要負(fù)責(zé)車輛后部的地面。與此同時，那臺名為“Ladybug”的相機由6個鏡頭組成，可以采集360度全景數(shù)據(jù)，分辨率達到了3000萬像素。除此之外，還有安裝在車輛輪胎的精密里程表，與慣性測量單元才能形成整體的解決方案。
所有這些設(shè)備與汽車后座的一組技術(shù)裝備連接著：一臺用于處理數(shù)據(jù)的服務(wù)器，兩個容量為3Tb的硬盤驅(qū)動器——一個工作，另一個備份。它們正常運轉(zhuǎn)顯然并不能只依賴汽車上的12V蓄電池，而是由發(fā)電機供電。
這輛汽車的駕駛員是凱文·弗伊(Kevin Foy)，同時，他也是團隊領(lǐng)導(dǎo)，負(fù)責(zé)TomTom移動測量車隊在北美的任務(wù)執(zhí)行。通常他并不需要前往現(xiàn)場，而是對駕駛員進行調(diào)度，他們負(fù)責(zé)開車前往遍布全國的某個特定區(qū)域。
測量全國級別的道路需要進行相當(dāng)良好的組織。雨雪是需要應(yīng)對的第一個“敵人”，其次是太陽。“我們會注意避免在日出后一小時和日落前一小時執(zhí)行全景數(shù)據(jù)采集任務(wù)。”弗伊解釋稱。因為諸如此類的限制，一般都會選擇在北半球的夏季完成重要部分的數(shù)據(jù)采集。
TomTom的移動測量車隊實現(xiàn)了相當(dāng)程度的自動化數(shù)據(jù)采集，因此駕駛員可以獨自完成采集任務(wù)，他們只需要關(guān)注駕駛本身和安裝在汽車上的整套硬件設(shè)備。他們一般會工作一個星期，每天工作8-10小時，然后另外一位駕駛員會接班完成接下來的任務(wù)。
地圖制作：每天完成百萬次更新
移動測量車只是地圖制作的一部分，在新罕布什爾州的萊巴嫩，還有TomTom的北美地圖發(fā)展中心。
在2007年被TomTom收購之前，這家公司被稱為Tele Atlas?，F(xiàn)在那里仍然有很多員工最初是由GDT(Geographic Data Technology)雇用的。2004年，Tele Atlas收購了GDT。
TomTom地圖部門總共有1500名員工，大約有700名在萊巴嫩工作。剩余的員工，除了分布在40多個國家的現(xiàn)場人員外，其他人員都集中在三個全球辦事處：比利時根特(Tele Atlas最初的總部)、波蘭羅茲和印度普納。
TomTom地圖和許可業(yè)務(wù)部門的總經(jīng)理查爾斯·考特利(Charles Cautley)就駐扎在萊巴嫩?？继乩赥ele Atlas被收購后不久的2008年加入了TomTom，他的工作是管理運營，負(fù)責(zé)產(chǎn)品管理、工程和技術(shù)。
追求事半功倍
考特利加入TomTom的時候，正值公司到達PND銷量和收入的頂峰。然而，在此后幾個月時間里，卻迎來了一段艱難的時光：TomTom的收入出現(xiàn)下降，同時，由于收購Tele Atlas帶來的債務(wù)更是成為額外的負(fù)擔(dān)。
因此，TomTom的地圖部門不得不尋找事半功倍的方法，用盡可能少的資源完成最多的事情，這意味著將遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及它的競爭對手，差不多同一時間被諾基亞收購的NAVTEQ(已經(jīng)更名為HERE地圖)，后者的收入不怎么依賴正在逐漸萎縮的PND市場。
但是，對Tele Atlas的收購也是受一個想法推動：使用地面導(dǎo)航設(shè)備的GPS浮動數(shù)據(jù)改善地圖。2007年6月，TomTom發(fā)布了Mapshare，這項服務(wù)允許駕駛員在他們的PND里直接對地圖進行編輯修改，更新的數(shù)據(jù)會在駕駛員下一次將PND與電腦連接時發(fā)送給TomTom。與此同時，還能下載其他駕駛員完成的地圖更新數(shù)據(jù)，或者在他們編輯后直接下載，或者等審核后從TomTom下載。
13個月之后的008年7月，已經(jīng)有800萬TomTom的PND用戶使用了Mapshare服務(wù)，這些終端用于共計貢獻了300萬條數(shù)據(jù)更新記錄。
因此，可以說，導(dǎo)航地圖眾包開始于2007年，但是它并不能立即成為殺手級應(yīng)用。“我們花費了數(shù)年時間對眾包數(shù)據(jù)和官方來源數(shù)據(jù)之間，如何保持恰到好處的平衡進行研究。解決這一問題我們用了四年時間。”考特利解釋道。
Mapshare技術(shù)實際上有兩部分：一個是大家看到的冰山一角，用戶可以提交地圖更新數(shù)據(jù);另一個則是底層的，也就是選擇權(quán)，可以從TomTom的設(shè)備匿名收集GPS軌跡，進而實現(xiàn)地圖更新。
如今，TomTom每天收集500萬條GPS軌跡(意味著大約30億浮動數(shù)據(jù))，通過手動或者自動方式對這些數(shù)據(jù)進行處理和分析后，將其用于主地圖更新。
圍繞浮動數(shù)據(jù)，TomTom還開發(fā)了一系列擁有知識產(chǎn)權(quán)的專利。其中一項是利用卡爾曼濾波和機器學(xué)習(xí)對GPS軌跡中的噪聲(不準(zhǔn)確的數(shù)據(jù))進行去除。利用該技術(shù)，TomTom就能將浮動數(shù)據(jù)用于建立輔助駕駛或者高度自動駕駛需要的高精度地圖。
研發(fā)事務(wù)性地圖數(shù)據(jù)庫，破解地圖更新慢難題
但是，2009年，TomTom意識到，即便能夠獲得如此龐大的數(shù)據(jù)，或者能夠以比過去更快的速度更新地圖，他們?nèi)匀幻媾R著最主要的瓶頸：構(gòu)建數(shù)據(jù)庫的方式，以及將數(shù)據(jù)交付給客戶的方式。
無論是TomTom還是它的競爭對手，地圖數(shù)據(jù)庫都一直是以批處理為基礎(chǔ)建立的系統(tǒng)。地圖也僅是每季度更新一次，然后將數(shù)據(jù)以CD或者DVD為介質(zhì)交付給客戶。客戶拿到數(shù)據(jù)后就可以編譯或者將其集成到自己的產(chǎn)品里。這種模式造成的結(jié)果是，當(dāng)集成了地圖的導(dǎo)航設(shè)備到了用戶手里的時候，數(shù)據(jù)都已經(jīng)是舊的了。
一個很好的例證是，TomTom對比用戶通過Mapshare發(fā)送到服務(wù)器的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，其中有40%用戶編輯的數(shù)據(jù)都是已經(jīng)在主地圖更新過的，導(dǎo)致這種情況的原因就是用戶PND里的地圖是過時的。
考特利和他的團隊從2011年開始研發(fā)一個被他們稱為“事務(wù)性地圖數(shù)據(jù)庫(Transactional Map Database)”的產(chǎn)品，其中的挑戰(zhàn)確實是“創(chuàng)建地圖數(shù)據(jù)庫，不再是每個季度生成一個版本，取而代之的是每天能有百萬個版本。”考特利說。
TomTom不會告訴為了這個新的地圖數(shù)據(jù)庫投入了多少經(jīng)費，但是他們能透露的是，近兩三年，有多達500名工程師和開發(fā)人員都在參與這個項目。
數(shù)據(jù)庫的核心設(shè)計原則現(xiàn)在被他們稱為MDS(Master Data Store，主數(shù)據(jù)存儲)，也就是做到時間周期快、質(zhì)量有保證的同時，對數(shù)據(jù)進行優(yōu)化，以減少帶寬的使用。
從技術(shù)角度而言，這個挑戰(zhàn)還是相當(dāng)迷人的，因為它意味著每個對地圖的編輯得到驗證后，就能立即生成一個全新的、完整的數(shù)據(jù)庫版本。添加到地圖的每一個條目，或者是每一次修改，都的確應(yīng)該獨立地通過完整的驗證過程。這個過程包含了4000多條規(guī)則，并且當(dāng)?shù)貓D技術(shù)人員在編輯最后按下按鈕，或者當(dāng)一個新的條目直接來源于自動編輯的時候，數(shù)據(jù)能夠被飛速地寫入。
事務(wù)性地圖數(shù)據(jù)庫的另一個復(fù)雜性還體現(xiàn)在，它需要實時與TomTom合作伙伴進行連接，輸入端(終端用戶的地圖修改建議和相關(guān)的反饋渠道，汽車和設(shè)備傳感器得到的數(shù)據(jù))，和輸出端都需要實時的程序應(yīng)用接口。
即使變得更加復(fù)雜，TomTom也希望能為合作伙伴提供一個機會，讓他們將自己的內(nèi)容，或者稱為私有數(shù)據(jù)，添加到附加圖層。當(dāng)然，這應(yīng)該與主數(shù)據(jù)庫保持兼容。
整個地圖數(shù)據(jù)庫項目已經(jīng)在2014年底、2015年初順利完成。2015年中期，TomTom完成的大部分國家地圖數(shù)據(jù)都已經(jīng)遷移到了新的數(shù)據(jù)庫。該系統(tǒng)使用了2000臺服務(wù)器保障自己的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，只有大約50臺服務(wù)器用于數(shù)據(jù)庫本身。它每秒可以運行12項事務(wù)，而每個事務(wù)平均執(zhí)行20次編輯操作。
建立自動化工作流
除了地圖數(shù)據(jù)庫外，TomTom進一步對建立自動化的地圖制作工作流進行了投資。這項任務(wù)背后的負(fù)責(zé)人是艾倫·威特莫(Alan Witmer)，他是TomTom的資深工程師(Engineering Fellow)，從1996年開始就在Tele Atlas工作，直至現(xiàn)在的TomTom。
在威特莫負(fù)責(zé)期間，TomTom已經(jīng)整合了圖像自動特征識別功能，可以對人行橫道和道路車道屬性等進行識別。“2014年，我們還在處理過程中整合了機器學(xué)習(xí)算法。”威特莫表示。2015年4月，TomTom達成了一項內(nèi)部的里程碑：50%的地圖編輯工作實現(xiàn)了完全自動化。他們的目標(biāo)是希望自動化處理所占的比例能持續(xù)增加。
對于TomTom地圖執(zhí)行團隊而言，提高地圖工作流的效率是他們?nèi)粘５淖毅?。在通用電氣工作?0年的考特利將他掌握的“精益六西格瑪”方法論帶到了TomTom。
據(jù)負(fù)責(zé)地圖主要市場的高級副總裁埃斯特·潘泰尤斯(Eszter Pattantyus)透露，“相比直接競爭對手(例如HERE地圖)，我們在地圖生產(chǎn)方面顯得更加高效，我們以歐元計算得出每公里地圖的制作成本大約是三分之一。”
自動駕駛和實時地圖的競爭
隨著德國三大汽車廠商完成HERE地圖的收購，TomTom面臨著比以往任何時候都更為強大的競爭對手：控制了歐洲和北美汽車導(dǎo)航地圖市場80%的份額。
歷來，這兩家全球地圖廠商之間的競爭主要集中在覆蓋范圍(獲取更多國家的數(shù)據(jù)，更多的數(shù)據(jù)采集車以更快的速度完成)和質(zhì)量(最精準(zhǔn)的道路網(wǎng)絡(luò))。但是到了現(xiàn)在，大家的競爭趨勢是比較數(shù)據(jù)交付速度，以及所交付數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性。終極競爭就是比拼高度自動駕駛，不僅數(shù)據(jù)要精準(zhǔn)，還要確保非常新鮮。
“未來不再關(guān)乎有多少輛地圖數(shù)據(jù)采集車，未來關(guān)乎的是挖掘出所有浮動數(shù)據(jù)的價值。”考特利如是說。
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