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我们可以直接从街景数据里直接提取道路信息

来源:澳门娱乐城,真人娱乐,真人游戏,娱乐城代理——慧旅网 作者:admin 时间:2018-12-05 10:52

  2008年,Google Maps已经覆盖了54个国家,无论Maps还是Earth都有几千万用户。但是,无论创始人布林、佩奇,还是CEO施密特,都在发出同样的信号:快一点,再快一点。同样,投入也一再增加。到2008年,Geo团队的人数已经超过1200。
 
  也是在这一年,John做主,Google买下了一家叫Image America的公司,它的老板是Kevin Reece。长期以来,Image America都在给Google Maps提供数据,2005年卡特里娜飓风袭击之后,它及时提供了航空摄影图片,(之前的文章里提到过)信息及时更新的Google Earth帮助海岸警卫队挽救了数百人的生命。但是现在,Google不再满足从Image America购买数据,而是把Image America收入囊中。收购完成之后,Google瞬间就拥有了自己的侦察机队。Google从没有公布它们拥有的侦察机数量,但是媒体已经用“Google空军(Google Air Force)”的说法。
 
  加入Google之后,Reece与负责街景开发的Luc Vincent、负责Maps技术的Brain通力合作,改进了航空摄影技术。Google的侦察机在飞行过程中,镜头会前后摆动,这样不但能获得更清晰的照片,还可以同时获得3D数据,用于对地面进行3D建模。出于重视,Google甚至为这个项目专门定制了数据处理芯片,拉里·佩奇也亲自参与到这个项目中来。
 
  到现在,Google Maps基本形成了“天地一体”的数据体系:最上面是卫星照片,生成地图的“缩略图”;低一点的是航空照片,生成大比例尺的图像,以及3D建模;再往下是地面,有街景车实地拍摄的街景图像。除此以外,还有“拍不到”的行政地图,比如路名、建筑名、区域边界等等。
 
  我们使用Google Maps时,可以自由缩放,自由切换视图、视角,感觉是相当自然而且平滑的。在这背后,地图团队需要做大量的工作,将不同数据源的数据悉数对齐,保持一致,即便出现变更,也要保证各来源各层的数据保持同步变更。这工作听起来已经足够繁琐了,但Google仍然不满足,它希望依靠机器和程序把这些工作自动化(之前提到过,Google放弃了使用SketchUp来做3D建模,就是因为没法自动化、规模推广),可谓雄心勃勃了。
 
  不过,Google的野心还不限于维护和对齐数据,对于数据,它有更大的胃口。2008年,它的目标之一就是当年将要发射升空的GeoEye-1卫星。
 
  GeoEye-1卫星是GeoEye公司研制的最新一代卫星。之前,微软和雅虎从GeoEye购买航空照片用于自己的地图,试图赶超Google Maps。将要发射升空的GeoEye-1卫星可以提供0.5米精度的卫星照片(实际上无论是GeoEye-1还是之前的QuickBird,民营公司能拿到的照片都不是最高分辨率的,最高分辨率照片只提供给美国军方),这当然引起了新的一轮争夺。施密特深恐微软的竞争手段,他对负责商务拓展的Daniel Lederman说:“这场仗,我们绝对不能输。”
 
  最终Daniel不负众望,GeoEye接受了Google的投资,微软则败下阵来。
 
  不过事情没有那么简单,卫星行业有自己的玩法:“投资”了卫星,光给钱是不行的,还有两件事得做:第一,在火箭上打上你的logo;第二,你得亲自到发射场,亲自见证卫星发射升空(另一个意思是,万一发射失败,你也在现场亲自见证了)。对Google来说,第一点好办,第二点不好办。布林和佩奇实在是太忙了,很难联系上,而且行踪不定——今天在这里,明天在那里,没有人能提前约到他们的准确时间。但是,卫星行业的惯例是不会为金主改变的。所以,千斤的重担压在了Daniel身上。
 
  GeoEye-1发射时,火箭上有Google的logo。图片来源:pando.comGeoEye-1发射时,火箭上有Google的logo。图片来源:pando.com
 
  GeoEye-1的发射时间定在2008年9月6日,直到9月5日,Daniel才收到布林和佩奇的助理的电话:
 
  “好消息,他们明天会来看卫星发射。
 
  太好了!
 
  不过,还有件事情,他们想要直接落地在范登堡机场,不想先落地在其它地方,再坐车去发射台。
 
  什么?你是认真的吗?是范登堡,那个空军基地?
 
  对,没有错。他们想要直接在那里落地,观看卫星发射,然后上飞机离开。
 
  你TM在开什么玩笑?
 
  不,我可没开玩笑。你问问能不能这样安排,只有这样安排他们才会来。”
 
  这是“意料之外,情理之中”的要求。布林和佩奇的行事一向天马行空,两位创始人之前买了一架波音767飞机,他们争论的一个点是:飞机上到底是要装双人大床还是装吊床。所以放下电话,Daniel连忙去联系GeoEye公司的人,得到的答复是一样的:“你TM在开什么玩笑?”
 
  不过,Daniel总是有办法搞定了这一切。
 
  第二天早上,布林和佩奇的湾流公务机降落在范登堡空军基地的机场,舱门打开,走出来的是佩奇和他的未婚妻,布林和他怀孕的妻子。布林的打扮和平时一样:T恤、牛仔裤、洞洞鞋。机场上,迎接他们的是整齐着装的GeoEye公司代表和军人。
 
  在众人的注视下,卫星顺利发射升空。下午2点18分,他们乘上飞机离开了。
 
  2008年10月,Google收到了GeoEye-1传过来的第一份数据。GeoEye-1迅速成为了Google Maps的重要数据源,并保证Google Maps对竞争对手的优势。
 
  GeoEye-1拍摄的50厘米分辨率照片。上图为美国俄亥俄州游乐园,下图为澳大利亚堪培拉市体育场。GeoEye-1拍摄的50厘米分辨率照片。上图为美国俄亥俄州游乐园,下图为澳大利亚堪培拉市体育场。
 
  GeoEye-1如何能从683千米的高度拍摄那么高精度的照片?据美国《流行科学》杂志介绍,GeoEye-1的拍摄过程如下:
 
  1. 入轨。发射升空进入683千米的轨道之后,在7年寿命内,还可以依靠燃料机动100千米(受地球引力影响,卫星高度会不断降低,所以需要“升高”)。
 
  2. 接收指令。操作员可以从阿拉斯加、弗吉尼亚、挪威、北极四个基地向卫星发送指令,指定具体的拍摄地点和时刻。
 
  3. 定位。GeoEye-1是第一颗具备军用GPS定位精度的民用卫星。其地面定位精度可达2.7米,是之前水平的1.5倍。
 
  4. 对齐。在卫星准确定位之后,卫星上的滚轮会反向旋转,抵消卫星自转的影响,以便镜头对准目标。
 
  5. 测光。地面操作员根据当时的太阳光线和卫星位置,确定曝光时间。卫星的精度很高,所以拍摄元件的工作要求也非常苛刻,它们封装在一个圆筒里,工作时必须保证温度稳定在72华氏度(22.2摄氏度),绝不能直接暴露在宇宙中。曝光时间确定后,卫星上的密封门打开,完成拍摄,密封门立即关闭。
 
  6. 拍摄。卫星每2秒钟拍摄一幅20000 x 37500(7.5亿像素)的照片,单次拍摄任务总计2分钟,共获得约900亿像素的图像,覆盖范围6000平方英里(约1.5万平方公里)。然后,处理芯片将数据写入卫星搭载的1T容量的SSD硬盘。
 
  7. 传输。卫星每天可以拍摄的面积约为德州大小(约69.1万平方公里,作为参考,四川省面积为48.5万平方公里),每天与地面进行无线电通讯40次,将数据加密传输至地面。
 
  Ground Truth
 
  如果之前Google Maps所做的一切,大都符合普通用户的直觉经验,能够简单感知的话,Ground Truth项目则真正代表了Google的野心:把物理世界装进去,让物理世界可以搜索。要了解Google Truth,还得从历史说起。
 
  2007年iPhone面世之后,2008年Android也面世了,随着移动互联网的爆发,地图业务也在高速增长。通常,互联网公司很擅长解决规模的问题,只需要简单增加机器就可以,成本并不会随业务规模增长而飞速上升。不幸的是,地图业务不是这样。
 
  Google Maps所有关于道路的数据,都来自荷兰的Tele Atlas和美国的Navteq两家公司。所谓道路数据,指的是单行、限速、限高、车道数量等等。以前,每个国家都有几家公司做这种业务,每家公司都有众多数据标注人员,负责标注各种数据,保持数据库的更新。到了2008年,此类公司不断集中,Tele Atlas和Navteq成了统治世界的两大巨头。
 
  既然身为巨头,当然不会放弃攫取利润的每一个机会。掌握了道路数据,就掌握了车载导航仪市场的命脉,车载导航的市场正在爆发式增长。Tele Atlas和Navteq指导,虽然Google Maps是它们的大客户,但不是唯一客户,而且,它们也很恐惧Google的技术能力。不止如此,市面上的其它导航仪厂商,比如Garmin, Tomtom等等对Google Maps也非常紧张,从这个意义上说,Tele Atlas和Navteq的利益是一致的。
 
  这样,Google Maps就处于非常不利的地位。随着用户数的飞速增长,获取道路数据的成本在以更快的速度增长。因为道路数据的计价并不是按数据容量来,而是按数据使用量来。换句话说,某份数据被浏览了一次,就收一次钱,再浏览一次,再收一次钱。Google Maps追求的是流畅、生动的操作体验,所以需要大量的数据。也许你只是在Google Maps或者Google Earth里简单拖滑了几下,Google要付给Tele Atlas和Navteq的钱却在哗哗增长。
 
  2008年,因为成本高企,John和Daniel去Navteq谈判,要求改成固定费率。但是谈了48小时过去,Navteq仍然坚持高昂的价格,这还不包括导航功能。于是John和Daniel换了策略,打算收购Tele Atlas。等待他们的是Tele Atlas的投资机构给出的数十亿美元的报价,而且还不是“一揽子”方案,数据的使用仍然有诸多限制。
 
  上面提到,2007年,斯坦福大学研究无人车的Sebastian Thrun和他的团队加入了Google,他们把街景业务做起来了。2008年,Thrun有了个新的想法,他找到Google Geo负责技术的Brian说:
 
  “没准,我们可以直接从街景数据里直接提取道路信息?”
 
  街景团队每年投入在几千万美元,但是如果能直接从街景数据里提取道路信息,就可以为公司节省下几亿甚至几十亿美元。而且好处不只有省钱,还可以大大提升地图更新的速度。
 
  如果道路数据掌握在Tele Atlas和Navteq手里,Google Maps的用户发现标注错误,比如本来不应该是单行的地方标注了单行,他们只能报给Google,然后Google报给Tele Atals或Navteq,公司再安排对应的标注人员去勘查、核对,如果真的需要修正,修正之后再更新到公司的数据库里,然后同步给Google,这样Google Maps的用户才能看到。这个流程实在太漫长,按照职场的经验,一旦流程涉及的环节太多,效率和准确性必然下降。普通用户或许还能忍受,但Thrun和Levandowski领导的自动驾驶团队当时自动驾驶团队已经有90人,地图的准确性、及时更新,对他们来说至关紧要,绝不能忍受那么漫长的流程。
 
  2007年末,Google已经开始使用街景数据核对商户的地址。如果商户告诉Google,自己的地址被标错了,那么Maps团队就会直接调用街景的数据,核对并更正。在这个基础上,Thrun打算更进一步:直接从街景数据中提取道路信息。或者说,直接从街景数据中还原所有的地面信息。
 
  Google的算法可以从街景照片中识别出各种对象。来源:CNETGoogle的算法可以从街景照片中识别出各种对象。来源:CNET
 
  在Thrun游说John和Brian之后,2008年,Google正式启动了这个项目,它的名字很直白:Ground Truth。
 
  Ground Truth,这是一个雄心勃勃的项目,它的愿景远远超过了之前的Google Maps,更符合拉里·佩奇最初的想法:让物理世界可以搜索。这个目标当然需要巨额投入——为了维护准确的道路信息,以前需要成千上万名人来做绘图和标注,现在起码也需要数千人(正式的称呼是“操作员 oprator”)来维护。这个项目一旦开始,就不可能再有回头的机会。