劉元盛精確定位技術(shù)概述

在無人車感知層面，定位的重要性不言而喻。無人車需要知道自己相對于環(huán)境的一個確切位置，這里的定位不能存在超過10cm的誤差，如果無人車定位誤差在30厘米，那么這將是一輛非常危險的無人車（無論是對行人還是乘客而言），因為無人駕駛的規(guī)劃和執(zhí)行層并不知道它存在30厘米的誤差，它們?nèi)匀话凑斩ㄎ痪珳?zhǔn)的前提來做出決策和控制，那么對某些情況作出的決策就是錯的，從而造成事故。智能車精確定位技術(shù)概述無人車定位技術(shù)概述對于室外環(huán)境，代表就是GNSS定位，即全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)。對于室內(nèi)環(huán)境，較多使用Wi-Fi指紋定位技術(shù)，藍牙指紋定位技術(shù)以及超寬帶（UWB）定位技術(shù)。

基于信號的定位技術(shù)依靠IMU，里程計等，根據(jù)上一時刻的位置和方位推斷現(xiàn)在的位置和方位；對于IMU它主要使用加速度計和陀螺儀進行導(dǎo)航和定位?；诤桔E推算的定位技術(shù)基于激光雷達(LiDAR)/視覺的同時定位與地圖構(gòu)建(SLAM)定位，用觀測到的特征和數(shù)據(jù)庫中的特征和存儲的特征進行匹配，得到現(xiàn)在車的位置和姿態(tài)?；诃h(huán)境特征匹配的定位技術(shù)代表電磁感應(yīng)導(dǎo)引、射頻識別（RFID）導(dǎo)引等，廣泛用于自動導(dǎo)引車、巡檢車、港口車等特殊場景，其特點是固定路線，小范圍?；谛艠?biāo)導(dǎo)引的定位技術(shù)智能車精確定位技術(shù)概述GNSS磁感應(yīng)慣性導(dǎo)航無線定位視覺定位激光雷達定位定位原理接收天空衛(wèi)星信號感知預(yù)鋪設(shè)磁條、磁釘位置根據(jù)加速度變化計算接受無線發(fā)射裝置的信號通過圖像中具有語義信息的穩(wěn)定特征，并與地圖匹配來獲得車輛的位置和朝向激光點云特征點匹配優(yōu)點在無遮擋情況下精度高，可感知位置、高度、時間、航向（雙天線）和速度技術(shù)難度低，產(chǎn)品成熟度高1）不依賴于任何外部信息，也不向外部輻射能量；2）可全天候、全時間地工作于空中、地球表面乃至水下；3）能提供位置、速度、航向和姿態(tài)角數(shù)據(jù)，所產(chǎn)生的導(dǎo)航信息連續(xù)性好而且噪聲低；4）數(shù)據(jù)更新率高、短期精度和穩(wěn)定性好。在地下空間和有遮擋空間可架設(shè)無人發(fā)射裝置實現(xiàn)定位成本低，不需外界設(shè)備主動發(fā)射激光匹配定位，不需外界設(shè)備，不受周邊環(huán)境類別影響缺點接受衛(wèi)星信號易受樓宇、樹木等遮擋影響。需要實現(xiàn)鋪設(shè)磁條、磁釘，大規(guī)模使用成本高，不易適應(yīng)場景變換1）定位誤差隨時間而增大，長期精度差；2）需要較長的初始對準(zhǔn)時間；3）設(shè)備的價格較昂貴；4）不能給出時間信息。1）存在NLOS干擾2）定位精度一般受光照和天氣變化印象比較大，高度類似場景易誤判計算量復(fù)雜，高度類似場景易誤判代表應(yīng)用美國的GPS、俄羅斯的Glonass、中國的北斗、歐洲的Galileo磁條、磁釘MEMS慣導(dǎo)、光纖慣導(dǎo)WIFI、藍牙、UWB、RFID單目、雙目SLAM激光雷達SLAM高精度地圖高精度地圖不僅高在其厘米級的量化程度，更高在其空間抽象層次，作為自動駕駛系統(tǒng)的重要組成部分，高精度地圖相較于傳統(tǒng)的導(dǎo)航電子地圖，專注于自動駕駛場景，讓自動駕駛車輛人性化地理解不斷變化的現(xiàn)實環(huán)境，通過云端實時更新的多圖層高精度地圖數(shù)據(jù)，在自動駕駛車感知、定位、決策、規(guī)劃等模塊起到重要作用，是自動駕駛解決方案不可或缺的一環(huán)高精度地圖高精度地圖在自動駕駛中的應(yīng)用與意義

基于定位圖層的Landmark，通過與感知結(jié)果匹配并計算距離，可以精確計算出車輛當(dāng)前的位置，與其他技術(shù)手段得出的高精度定位結(jié)果相互冗余，保證車輛時刻知曉自身位置。高精度地圖提供精確道路面域以及周邊設(shè)施等信息，并將人行道等對象標(biāo)記為興趣區(qū)參考，由于興趣區(qū)內(nèi)的物體會影響自動駕駛系統(tǒng)的駕駛行為，因此提前使自動駕駛車使用比較精確的模型，來檢測興趣區(qū)內(nèi)的物體，并計算每個物體的類別、速度、姿態(tài)等信息。車道級的路徑規(guī)劃和局部路徑規(guī)劃是高精度地圖的重要應(yīng)用，從起點到終點的全局路徑規(guī)劃結(jié)果同步到自動駕駛系統(tǒng)，和高精度地圖進行匹配參考，實現(xiàn)車道級的路徑規(guī)劃，進而實現(xiàn)平順、安全的局部路徑規(guī)劃。高精度地圖中準(zhǔn)確地記錄了各個車道之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，如可通行規(guī)則和交通規(guī)則，在車輛行人交錯的復(fù)雜路口等自動駕駛場景下，可幫助車輛大幅提升對每一個路權(quán)競爭者的