我国高精地图技术创新的路径及演化分析

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论文字数:33566 论文编号:sb2024060810550752522 日期:2024-06-22 来源:硕博论文网

本文是一篇工程管理论文,本文拓展了高精地图技术的研究视角,以往高精地图研究集中在技术和应用领域,理论研究相对较少,且科普类与宣传报道类的文献比较多,很少有研究者将管理学研究的即有方法应用到高精地图的研究中。
第一章  绪论
1.1  研究背景与意义
1.1.1  研究背景
现代工业文明必然会引起人工智能技术的产生和发展,近年来,人工智能技术更是取得了突破式的进步。在工业化时代,用机器取代人的重复性劳动既是一个趋势,也是人类面对的普遍现实,由于人工智能技术的发展,伴随着汽车产业“软件定义汽车”理念的兴起,无人自动驾驶正在经历一次新的发展浪潮,即从实验室进入市场,并开展商业化应用,从而将会服务越来越多的行业和人群。
目前无人驾驶将高精三维地图作为重要的核心技术之一[1],高精地图是达成自动驾驶的先决条件[2]。高精地图随着汽车智能化的不断深入发展伴随而生,是实现自动驾驶商业化的一项非常重要的基础设施,传统导航电子地图是为人准备的地图,而高精地图是为机器准备的地图[3],国际上有日本、美国、欧洲等国家投入科研力量,推动产业发展,我国国内地图厂商、互联网企业、创业企业等也陆续建立起高精地图生产线,高精地图技术正处于高速发展期。主营业务位于中国的企业已有多家拿到导航电子地图甲级资质,并形成充分竞争的市场,但当前仍然属于市场规模化的前期阶段,随着L3级以上自动驾驶量产,市场格局和技术需求都会发生新的变化。
当今时代,认知能力就是竞争力,技术是认知的一种具体表现形式。自从20世纪30年代熊比特提出技术创新理论以来,技术创新对人类社会进步与发展的影响力日益巨大,技术创新在产业升级、行业提升、企业发展、社会进步等方面都起到了至关重要的作用,事实一再地证明,谁能掌握技术创新与演化规律,谁就将站在科技发展的制高点,引领下一次技术变革,牢牢把握大至国家、小至个人的前途与命运。因此,无论是哪一种角色,都要尽可能地掌握技术创新的规律,分析其演化趋势,适时地朝着技术发展的路径倾注精力,从而取得更好的发展。
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1.2  研究综述
1.2.1  高精地图技术
高精地图(High Definition Map,HD Map),一般也称为高精度地图、高分辨率地图,由于其服务于自动驾驶场景,也用自动驾驶地图的名称指代它,高精地图是一种面向机器的电子地图产品。业界普遍认为高精地图是自动驾驶①关键支撑技术和必要的基础设施,美国SAE机构将自动驾驶技术分为六个等级,即L0~L5级[5],自动化程度自L0至L5逐级递增,自动驾驶的0~2级属于高级辅助驾驶(ADAS),在这一阶段对高精地图没有刚需,自动驾驶3~5级对地图导航的需求从人类变为自动驾驶车辆,对高精地图是刚需,L5级是完全无人驾驶,无人驾驶是自动驾驶的最高级,它是自动驾驶的最终形态[1],高精地图因此与自动驾驶的发展息息相关,逐渐成为研究热点话题。
提到高精地图,就不得不说明传统导航电子地图。我们日常在手机上使用的用于导航、查询位置信息的电子地图都属于传统导航电子地图,传统导航电子地图专为人类用户设计,是对客观世界的选择性表达,是对地理要素和路网的一种符号化抽象,通过矢量图形将道路、骨架信息、地标等简化表示出来,能很好地适应人类驾驶员,能适配人类驾驶员天生具有的识别能力和逻辑判断能力。在广为使用的导航电子地图体系之外,高精地图具有高精度、高丰富度、高鲜度的特点[6]。传统的导航电子地图精度在10m以内,而高精地图的精度一般控制在0.2m以内[7],且包含三维信息,可以提供精确到车道的定位与导航服务。高精地图能够提供丰富的语义信息来帮助车辆以更精细的尺度了解周围环境的真实状况,丰富的语义信息可以辅助车辆做决策,如确定加减速路段、是否需要换道行驶。高鲜度也被称为高实时性,相比于传统电子地图,高精地图还能提供时效性更强的道路路网信息,如道路修整、交通标志改变、拥堵信息、事故信息等。
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第二章  理论基础
2.1  扎根理论
扎根理论研究法是由归纳法发展而来的质性研究科学方法,适用于相关研究不足的情况下挖掘事件的发展路径和运行规律。扎根理论上世纪六七十年代在美国兴起,在最近十多年被引入中国,并应用到管理学等学科领域。该方法运用数据来探索和发现理论,能够发挥经验的作用,将具体问题抽象化,也能将抽象问题具体化,用于探索和归纳某一事件的影响因素,完全基于数据资料指导理论构建。
本文基于三个典型案例一手资料和二手资料,采用扎根理论研究方法对高精地图技术创新进行归纳,并探索高精地图技术演化路径。将数据中的具体现象归类到编码中是扎根理论的核心部分,即开放式(open)编码、主轴(axial)编码和选择性(selective)编码,扎根理论编码流程图如图2-1所示。 

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2.2  技术创新理论
“技术”是实践活动中直接应用的知识和技能,“创新”是在1912年由经济学家熊彼特提出的概念,是以常用思考路径提出非常规性的看法与行动方案,从而改进或创造出新的事物,本文重点研究技术创新,即基于技术活动的创新,技术创新理论能够很好地适用于本文。
技术创新是以科技进步为核心的一种推动国家发展的力量,其与体制机制创新、管理创新等共同推动国家经济发展,帮助企业实现快速发展壮大,是综合国力发展的重要标志。越来越多的研究发现,技术创新模式正在转向网络创新,不再单纯依赖线性创新,技术创新的实质是将隐性知识通过创造转换为显性知识的过程[38]。我国政府历来强调进行创新,始终在探索基于我国实际情况的技术创新与创造道路,力图找到基于自身能力的自我革新路径,掌握技术创新的主导权。除了源自内部的技术创新,对外部技术的学习和引进同样受到政府和企业的高度重视,注重对外来技术的引进和逆向学习,同样可以实现技术创新的目的,提高劳动生产率,并在引进的基础上消化吸收,为整体组织带来收益。从创新引发的结果看,技术创新成果不仅含有知识创造行为的专项突破,也必须有带来团体增量发展的观念与产品创新。综合上述基本分析,本文确定采用原有文献对技术创新的定义,即以技术创新理论为指导,利用符合自身客观条件的突破路径,完成具备自主知识产权的技术突破和新品商业化推广的过程,它既包括科技知识的积累和再创造,也包括科技成果在自由流通市场上的运用[39]。
创新是国家永续发展、立于世界之林的最有力保障。技术创新可以通过组织内部的资源整合、自主创新来实现,自主创新与从外部引进并消化吸收新技术是实现创新的两个基本技术途径。自主创新是任何一个技术领先国家维持自身竞争力的重要依赖路径,使其长期在某一领域位居世界前列;第二次世界大战结束后,从外部引进技术成为一些后发国家或集团实施技术追赶的重要手段,从而有力提升自身竞争力,其中东亚的日本、韩国、新加坡、台湾地区等通过接收并学习先进国家技术经验,顺利实现技术的跨越发展,使本国或本地区产业在一定程度处于领先地位,不同探索模式下发展起来的技术创新均可以带来不同程度的技术能力提升。本研究对技术创新的定义为:内部正向学习的自主创新和外部引进的逆向学习创新,达成具有主动权的技术障碍突破及开发新品的行为。逆向学习创新则指的是企业或研发主体模仿其他团体组织掌握自身所需技术、完成自身技术能力和生产水平提升的行为。
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第三章 典型高精地图企业技术创新路径分析 ........................ 17
3.1 案例选择 .............................. 17
3.2 数据收集与整理 .......................... 18
第四章 高精地图技术创新演化的仿真研究 .................... 36
4.1 系统动力学模型构建 ................................ 36
4.1.1 高精地图企业技术创新系统 ........................ 36
4.1.2 因果关系图及主要反馈 ............................ 38
第五章 研究结论与展望 ............................ 52
5.1 研究结论 ............................ 52
5.2 对策建议 ..................................... 52
5.3 研究局限与展望 .......................... 53
第四章  高精地图技术创新演化的仿真研究
4.1  系统动力学模型构建
本文第三章运用扎根理论研究方法对专家访谈和文献资料进行解构,最终得到4个主范畴、18个副范畴和48个概念,根据扎根理论研究方法对技术创新影响因素的分析,得到的各要素之间存在相互作用和因果关系,这符合系统动力学的现实关系。现阶段,我国高精地图技术在自动驾驶产业技术迭代的驱动下,技术演化过程已渐进明细,高精地图技术创新要经历“早期学习追赶——后期正向学习——自主创新”的演化路径。基于对高精地图发展历史、发展现状和创新方向的对比与探讨,研究高精地图技术创新的基本特征。通过扎根理论和系统动力学方法,本文尝试对高精地图技术演化过程进行观测,探索各内部组成要素之间的关系,使用Vensim PLE软件进行仿真验证和分析,为高精地图技术企业技术创新演化研究提供可行性。
4.1.1  高精地图企业技术创新系统
从复杂系统角度出发[58],本节整合技术创新理论、技术扩散理论和技术演化理论,构建系统动力学理论框架。该理论框架包含三个相互作用的动态子系统,分别是自主创新子系统、营业收入子系统和创新效率子系统。如图4-1所示,自主创新子系统描述了后发企业自主创新能力更新变化的内在机制;营业收入子系统描述了企业通过对研发投入从而产生创新产品,实现系统的正向循环;创新效率子系统描述了企业内部活动对创新效率的影响,以及标准制定数、专利申请授权数、企业创新氛围和正向学习力度之间的因果关系。本节将对这三个子系统做进一步的探讨和分析。
(1)自主创新子系统。由于后发企业与领先企业技术差距的存在,后发企业为了生存必然要进行追赶并实现技术跨越,创新能力增强可以改变企业之间的能力差距[59],即自主创新是缩短技术差距的有效手段。由于系统的复杂性,企业自主创新能力受到多种变量相互作用,自主创新能力受到企业创新意愿的正向调节作用[60],并通过企业内部正向学习[61]以及对外部知识吸收整合,来实现自主创新能力的增强。企业创新意愿是企业自身主观能动性的反映,这有利于企业接受新知识与前沿领域,进一步促进企业自主创新能力。同时也应注意到,组织惯性对企业自主创新能力有削弱作用,后发企业要努力破除原有低效率的组织惯性,不断提升自主创新能力。除了上述与企业内部有关联的变量外,市场和政策波动也会减弱企业自主创新能力,因此稳定的市场和政策环境可有效支持企业实施自主创新战略。
(2)营业收入子系统。企业通过向市场提供产品或服务从而产生价值,企业能够为社会创造价值是其存在的意义,营业收入的提高能够有效激发企业创新意愿,帮助企业在市场竞争中获取主动地位。企业产生新增营业收入有利于其将部分企业利润投入对新产品研发生产、扩大研发团队规模等方面,营业收入的一部分成为自主创新的经济投入,能够更加注重技术向产品转化,同时也对上下游产业链及合作客户产生积极影响,促进技术成果的交付。
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第五章  研究结论与展望
5.1  研究结论
本文拓展了高精地图技术的研究视角,以往高精地图研究集中在技术和应用领域,理论研究相对较少,且科普类与宣传报道类的文献比较多,很少有研究者将管理学研究的即有方法应用到高精地图的研究中。本文运用扎根理论方法,从技术创新视角对典型的高精地图企业技术突破过程进行深入分析,较为全面地探究了高精地图从数据采集到成果发布的技术演化过程,厘清了技术创新的内在逻辑链条,不再从表面分析高精地图的技术轨道,而是深入技术研发一线,直观呈现管理层、研发人员、技术骨干的心路历程,从而丰富对高精地图技术突破的认知,将高精地图技术创新过程划分为三个阶段,分别是早期学习追赶阶段、后期正向学习阶段和自主创新阶段,得到技术创新主线路径,形成整体概念主线;基于系统动力学对高精地图技术创新演化模型进行仿真模拟,对高精地图技术企业自主创新能力的内外部变量进行深入分析,揭示高精地图技术创新的路径演化机制。
研究发现:①高精地图技术企业自主创新能力受到外部知识吸收整合能力、企业创新意愿、创新效率、组织惯性、市场和政策波动等因素相互作用,企业应根据不同场景动态调整策略,持续增强自主创新能力,以实现对领先企业的技术追赶;②高精地图技术企业自主创新能力是一个由企业对研发投入、企业创新氛围、正向学习力度和创新效率等变量所构成的复杂系统,多种内外部因素共同约束企业技术创新,应从复杂系统角度看待这一问题;③高精地图技术企业缩小与领先企业技术差距的关键是加大企业对研发投入,不断提高外部知识吸收整合能力和创新效率,增强自主创新能力。
参考文献(略)


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