EB定位解決方案在高度自動(dòng)駕駛中的使用

使用高清地圖數(shù)據(jù)的高度自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的一個(gè)主要先決條件是了解車(chē)輛的位置。這個(gè)位置需要比單獨(dú)使用 GNSS 傳感器具有更高的精度。因此，可以使用陀螺儀或里程計(jì)等各種其他傳感器系統(tǒng)來(lái)增強(qiáng)位置估計(jì)。該貢獻(xiàn)描述了一個(gè)使用另一個(gè)輸入 ADASISv3 地圖數(shù)據(jù)來(lái)改進(jìn)定位的系統(tǒng)。地圖數(shù)據(jù)從地圖數(shù)據(jù)庫(kù)接收，然后與來(lái)自攝像系統(tǒng)的交通標(biāo)志測(cè)量值進(jìn)行比較。

使用定位數(shù)據(jù)進(jìn)行定位

EB 定位解決方案在其 EB robinos 定位產(chǎn)品中使用 LbL 數(shù)據(jù)。該定位產(chǎn)品獲取所有可用的定位信息，例如 GPS 和車(chē)輪刻度，并嘗試將它們組合到可能的最佳位置。此外，它試圖通過(guò)相應(yīng)的數(shù)學(xué)建模來(lái)降低每個(gè)傳感器的個(gè)體噪聲。結(jié)果是改進(jìn)的全局位置和表示為從驅(qū)動(dòng)開(kāi)始的累積增量運(yùn)動(dòng)的局部位置。

由于這種測(cè)量的低頻特性，LbL 測(cè)量作為連續(xù)定位的校正值集成在這個(gè)整體定位系統(tǒng)中。每次將 LbL 定位（包括表示為方差的置信度估計(jì)）轉(zhuǎn)移到整體定位時(shí)，都會(huì)通過(guò)更新整體定位來(lái)計(jì)算和校正連續(xù)定位的誤差。

藍(lán)色標(biāo)記代表由 ADASISv3 數(shù)據(jù)提供的地標(biāo)位置，紅色標(biāo)記顯示 LbL 系統(tǒng)相對(duì)于車(chē)輛位置測(cè)量這些地標(biāo)的位置。這些標(biāo)記之間的偏移表明定位系統(tǒng)中已經(jīng)存在累積的定位誤差。系統(tǒng)本身估計(jì)它位于灰色汽車(chē)的位置，但綠色汽車(chē)顯示的是在將 LbL 測(cè)量的校正添加到整體定位后進(jìn)行定位的位置。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

為了驗(yàn)證系統(tǒng)功能，LbL 系統(tǒng)安裝在 EB 的一輛測(cè)試車(chē)輛中。它在德國(guó)不倫瑞克附近的 A391 高速公路上進(jìn)行了測(cè)試。在這些試駕期間，記錄了來(lái)自高精度 GPS 系統(tǒng)的位置和來(lái)自 LbL 系統(tǒng)的位置。

一輛 2014 年大眾高爾夫 7，它配備了來(lái)自 OxTS 的差分 GPS 慣性測(cè)量單元 RT3003，作為參考傳感器。安裝的攝像系統(tǒng)是 Mobile Eye 630 型。它通過(guò) CAN 總線提供交通標(biāo)志測(cè)量。此外，定位系統(tǒng)使用車(chē)輛傳感器來(lái)檢測(cè)車(chē)輛主 CAN 總線上的車(chē)輪刻度和陀螺儀。由于作者未能直接從主要地圖提供商的數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取交通標(biāo)志信息（數(shù)據(jù)將于 2019 年晚些時(shí)候提供），因此參考數(shù)據(jù)是從航拍圖像中測(cè)量的。

如圖 7 所示，定位輸出系統(tǒng)的兩次測(cè)量之間的通常創(chuàng)新遠(yuǎn)低于 0.5m。然而，在大約 2.9 秒時(shí)，創(chuàng)新提高到大約 2.5m。在這個(gè)時(shí)間點(diǎn)，來(lái)自交通標(biāo)志相機(jī)的測(cè)量被認(rèn)為是為了校正車(chē)輛的位置。如第 5 節(jié)中的場(chǎng)景所述，當(dāng)車(chē)輛以大約 80 公里/小時(shí)的速度行駛時(shí)，車(chē)輛檢測(cè)到兩個(gè)交通標(biāo)志并將它們與地圖數(shù)據(jù)庫(kù)中的兩個(gè)交通標(biāo)志進(jìn)行匹配。兩個(gè)交通標(biāo)志在不同的縱向位置被檢測(cè)到，即使標(biāo)志如圖 5 所示對(duì)齊。在本文冷靜的時(shí)候，無(wú)法確定相機(jī)是否真的檢測(cè)到不同位置的標(biāo)志，或者是否存在延遲。公共汽車(chē)造成了位置的差異。

圖 7. 包含交通標(biāo)志在 2.992 s 校正的定位系統(tǒng)的創(chuàng)新。

在圖 8 中，繪制了 LbL 測(cè)量對(duì)單個(gè)位置變量的影響。藍(lán)線代表純粹基于內(nèi)感受傳感器的定位系統(tǒng)的位置。GPS噪聲的影響可以從這條線的抖動(dòng)中看出。LbL 系統(tǒng)以橙色表示。一旦 LbL 在大約 6 秒時(shí)測(cè)量到一個(gè)位置，它對(duì)整體位置的影響是可見(jiàn)的，因?yàn)榭梢杂^察到藍(lán)線中的校正。

圖 8. LbL 測(cè)量在大約 6 秒時(shí)的影響。

綠色汽車(chē)代表在沒(méi)有 LbL 校正的情況下定位會(huì)自行定位的位置。紅色汽車(chē)顯示了 LbL 本地化發(fā)生的地方?；疑?chē)表示應(yīng)用了基于 LbL 的位置校正后汽車(chē)自身定位的位置。

結(jié)論

基于地理參考地標(biāo)的外部定位系統(tǒng)可以減少這些地標(biāo)可用的絕對(duì)誤差。通過(guò)這一貢獻(xiàn)，作者展示了如何使用通過(guò) ADASISv3 交付的數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)施此類(lèi)系統(tǒng)的概念證明。此外，它還描述了系統(tǒng)如何在這個(gè)時(shí)間點(diǎn)直接使用高清地圖數(shù)據(jù)庫(kù)。交通標(biāo)志的參考數(shù)據(jù)很可能很快就會(huì)可用，并且可以替換手動(dòng)獲取的交通標(biāo)志位置。

該貢獻(xiàn)概述了 LbL 系統(tǒng)的處理鏈。然后將該系統(tǒng)與真實(shí)世界的數(shù)據(jù)一起使用，并且可以顯示測(cè)量數(shù)據(jù)的影響。

在 GPS 不可用且內(nèi)部感知傳感器會(huì)產(chǎn)生漂移的情況下，使用地標(biāo)進(jìn)行定位可以改進(jìn)定位軟件組件。

這一概念驗(yàn)證的開(kāi)發(fā)將在 EB robinos 定位產(chǎn)品中繼續(xù)進(jìn)行。目前，EB 為汽車(chē)級(jí)定位提供了一個(gè)功能齊全的定位軟件組件，該組件基于車(chē)輪刻度、加速度計(jì)和其他感知傳感器以及用于全球定位的 GPS。該產(chǎn)品的下一代還將包括基于地標(biāo)的定位以及基于 SLAM 的點(diǎn)云（例如來(lái)自 LIDAR 或相機(jī)）。

審核編輯：郭婷