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高精度IMU如何解决AVP“最后一公里”难题?车讯

来源:admin     热度:0      时间:2023-01-14 08:52:19

核心提示:在AVP场景中,克服各种误差诱因的影响,将偏差置于定位指标的要求范围内并不容易。

作为自动驾驶的“最后1公里”,现阶段AVP在建设方案及应用方案中面临着巨大的挑战。在建设情境中,停车场的复杂性增加了,很难判定实际位置。在应用场景中,由于道路复杂,地图的匹配容易变得不顺利。

IMU提供相对定位信息,但不是提供位置信息。因此,结合高精度的IMU和GNSS导航系统,可以获取绝对位置信息,防止信号故障时定位精度下降。在9月14日召开的由盖世汽车和武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室共同主办的2022第4届自动驾驶地图定位大会上,导远电子CTO司徒春辉就“高精度IMU在AVP场景中的应用”进行了演讲。基于上述课题,司徒春辉认为,通过高精度IMU的航位推测作用,构筑速度和准确度将显著提高。

IMU航位估计解定位与建图难题

AVP功能包括配置图和执行两大场景,在AVP场景中多遇到各种挑战。

对于制作地图的场景,目前停车场的数量处于增加阶段,停车场内的场景越来越复杂,因此传统的映射方法制作地图的实效性很低,难以满足用户体验。另外,在城市中多层停车大楼越来越普遍,高度误差容易导致楼层错误。此外,停车场中存在许多重复场景,视觉算法可能难以辨别。

完成后,工作场景中的课题也会出现。视觉算法对环境识别的依赖度非常高,在地下仓库场景中,光的变化会妨碍相机的拍摄。另外,在交通量大的商场停车场这样动态复杂的场景中,移动的物体会妨碍相机的视线,妨碍地图的匹配。另外,由于季节的变化和纹理的低而导致的特征识别失败等,也容易使地图匹配失败。

高精度IMU通过DR(航位推算法)在AVP场景中提供高精度垂直定位和高精度水平定位两种作用。其中有助于确定高精度的垂直位置划分车辆所在楼层,确保不同楼层之间的图层不重叠;高精度水平定位用于确定车辆的行驶路径并提供精确的相对定位。这可确保快速完成映射和SLAM循环检测。

然而,DR在为AVP的构建带来效率和准确性的同时,这项技术的攻关也有不可忽视的难点。

为什么AVP构建图很难实现闭环

智能车需要精确定位实现自动驾驶,在建设图纸场景中的精度也是一大难点。灾难恢复误差常常导致建筑图纸的闭环错误。

假设车辆从A点开始行驶,即使绕了一圈回到A点,由于DR构造误差,地图也没有关闭,必然出发的A点和到达的A点在地图上不是同一点。

图片提供:导远电子先生。

此外,在一些重现性强的场景中,如果点A和点B高度重复,则灾难恢复误差可能导致错误错误错误,从而导致错误构建。

只要水平位置不偏离停车场通道,就能保证图能正确闭环。提高地图匹配的有效性,提高回报的成功率。

图片提供:导远电子先生。

《车库建筑设计规范jgj100-2015》明确,车库车道最小宽度为5.5m,垂直车道方向停车位最小宽度为5.1m。根据上述设计规格的要求,导远电子在AVP构筑场景中,DR级别的位置精度满足7.8m时,不易产生错误的判断,可以实现快速的闭环。

图片提供:导远电子先生。

在高层的情况下,在负1层行驶制作1层地图后,如果移动到2层进行同样的作业,理论上可以得到地图。但是,如果由于传感器的姿势角的误差,2楼的地图不平行的话,AVP地图的地板就会重叠,地图就会崩溃。

图片提供:导远电子先生。

与此相对,导远电子同样通过分析,由于车库的通常高度为3.6m以上,DR的垂直位置误差为层高的一半即1.8m,满足了位置和建图的垂直位置精度要求。

如果分解AVP场景中的IMU指标,根据《车库建筑设计标准jgj100-2015》,车库半径R必须小于500m,因此普通车库内的行驶距离小于1.4km。如果车库内行驶速度为15km/h,行驶时间约为5.5min。这相对较长的时间,对教练惯例提出了不小的挑战。

当车辆行驶1.4km到达目标车库时,DR水平精度应小于5.6m/km,垂直位置误差应小于1.8m。

DR水平位置误差可进一步分解为纵向、横向、初始水平误差,误差的诱因有速度误差、常温零偏漂移、全温度零偏漂移、转弯引起的误差等。

这样,在AVP场景中,无论是量产车还是映射车,克服各种误差的诱因带来的影响,在定位指标的要求范围内收纳抖动是不容易的。

穿透场景痛点的导远高精度组合定位赋能智能驱动器革命

满足自动驾驶需求的高精度定位系统必须满足高性能设备、紧凑耦合系统算法的可靠性、车辆量规等要求。此外,还要确保产品质量稳定,与汽车其他功能紧密配合。在产品维度中,高精度定位系统不仅需要定位,还需要与感知信息相融合。

高精度车载组合定位系统INS570D图像提供:导远电子

导远电子根据主页,高精度组合定位系统(p-box)将高精度传感器信号、双频带或三频带的多星座GNSS/RTK/PPPP-RTK与底盘数据信息融合,通过安全完整的定位算法即使是隧道和地下停车场等卫星信号不好的场景,也能提供低延迟的位置、速度、姿势等信息,可以在AVP、HWP、TJA等场景中活用。

图片提供:导远电子先生。

其中,高精度IMU成为测量的核心,通过融合卫星定位数据,与车内外传感器联动,为自动驾驶提供可靠的高精度定位,在恶劣天气和不测情况下也提供持续的导航定位能力,提高自动驾驶系统的有用性和安全性。

导远电子高精度车载组合导航系统INS570D融合了惯性导航技术和GNSS技术,惯性导航技术读取车轮速度、车速、偏航角度等数据,推算当前位置。通过两种技术的融合,可以在自动运行应用程序中进行多维实时定位。

以地窖场景为例,[司徒春辉]显示了远程操作的高精度组合定位系统的事例视频,该系统显示了可以100+次地窖的DR统计结果。统计结果综合了垂直偏差和水平偏差,在里面转了将近8分钟。偏差数据可以满足AVP绘图的需求。这是一种非常快速有效的绘图方法,只需加入较小的视觉计算能力和不太昂贵的IMU即可实现。

图片提供:导远电子官方网站

面对智能驾驶的下半场比赛,城市场景是智能驾驶玩家们应该重点解决的课题之一。虽然AVP离完全落地还有一段距离,但作为城市点对点行动中的终点,AVP注定成为各路玩家的必争之地。因此,关键技术的突破是进入赛道必须跨越的障碍。

导远电子为业界领先的智能驱动器提供高精度定位技术的技术企业。公司致力于高精度组合导航技术的开发和应用,旨在引领智能驾驶定位技术的变革。导频始终具备从导频设备到组合组件布局的汽车量规水平交付能力。导远自研的高精度组合定位解决方案,已经搭载在20多万辆量产智能车上,已经获得60多个车型指定。

此外,“导远电子”也将继续致力于组合定位系统的研发,提供精度更高、更可靠的产品,继续致力于自动驾驶技术的大规模推广和应用。展望未来,“导远电子”将继续致力于组合定位系统的研发,提供更高精度、更可靠的产品,继续致力于自动驾驶技术的大规模推广和应用。

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