高精度惯性组合定位是自动驾驶解决方案重要的组成部分。
特别是基于IMU、GNSS信号、视觉感知系统、高精度地图等的融合定位技术,由于可以实现更高的定位精度和冗余性,提升车辆在各类场景中的通过率,正成为行业的主流选择。
为了更好地满足自动驾驶领域对定位的高标准、严要求,在2021上海车展上,国内领先的组合定位技术供应商导远电子宣布推出高精度地图盒子。导远电子董事长兼CEO李荣熙在发布会上称,“导远电子专注于自动驾驶高精度融合定位解决方案,我们只做定位,致力于将定位解决方案做到完善、安全。”
相较于此前推出的高精度定位解决方案,此次导远电子新推出的高精度地图盒子在以往融合了MEMS高精度惯性导航数据、高精度卫星定位数据等的基础上,进一步加入了ADAS 摄像头数据、高精度地图等的感知数据,可以实现车道级定位,并实现三大优势:
提供2km预见性巡航能力
可实现95%置信度下横向误差小于0.2米;
纵向误差小于2米,为L2+高速领航驾驶、AVP自动代客泊车、PCC商用车预见性巡航众包地图采集和构建等提供精准的参考,为高级辅助驾驶系统提供决策依据,助力L2+自动驾驶功能的研发。
特别需要指出的是,通过新加入的高精地图与高精度定位的匹配,可以帮助自动驾驶汽车获得超普通车载传感器探测距离的感知能力,拓展多种复杂功能场景ODD。
即便在GNSS和车道线检测均不能使用的情况下,导远电子高精度地图盒子依旧能够使车辆保持至少400m 车道内自动驾驶,并能满足功能安全的要求。
据导远电子介绍,“该产品的高清地图数据已覆盖全国高速和城市快速路段。”
这里需要注意的几点是:
1、由于GPS延时-通常几十毫秒-引起的定位偏差,对于高速行驶中的车辆,该定位偏差可达几米,这个问题怎么解决?
2、地图本身也会有误差,精准的位置需要地图的精度和定位精度匹配,通过IMU和GPS融合,补偿两者之间的偏差后,可以提升定位精度。
3、对GPS来说,很容易受到外界干扰,当前方有遮挡物或时,出现信号丢失或跳变的情况,这种问题怎么克服?
导远电子CTO司徒春辉称,“单一的定位技术确实难以满足自动驾驶的高安全性。”
譬如RTK和PPP-RTK,容易受到电离层状态、多路径、网络服务覆盖和遮挡的影响,摄像头、雷达等车载传感器在用于定位时,也容易受外部环境的影响而出现性能下降。
但如果同时加上高精度的IMU,则可以通过航位推算实现持续且精准的位置输出,并交叉比较多种定位算法的结果,实时剔除错误的观测量,起到相互校验的作用,这是实现定位安全最重要的环节。
不仅如此,由于IMU可以很好地跟踪车辆的路线偏移情况,纵、横向的摆动角速度,以及纵、横向和垂直加速度等信号,跟踪车体的姿态和位置变化,并且几乎不受外界环境影响,即便在复杂场景下仍能准确完成测量,可谓保障自动驾驶安全的最后一道屏障。甚至在隧道和地下停车场等特殊场景,也能精准定位,可支持高速驾驶辅助、动态地图匹配、拥堵辅助、自动泊车等多种应用。
导远电子新发布的地图盒子,作为专为自动驾驶车辆设计的轻量级融合定位系统,能够给出低延迟的位置、速度、姿态和授时(PVAT)等信息,还可以用于实现地图更新、众包地图以及实时路况修正。
目前来看,要进行高精地图的快速更新和市区、园区等高效地图构建,一种较为可行的方式便是基于SLAM 技术的众包采集,即通过安装在车上的视觉摄像头或激光雷达等传感器,实时检测道路交通环境,并将车道线、交通标识等重要信息打上位置标签后上传到云端,通过多车众包形成可更新的图层,再下发更新给其他车辆,实现地图数据的快速更新。
在此过程中,实时获取车辆本身的准确位置信息尤为关键,因为直接关系到目标位置的定位精度,而一旦定位精度较低,直接影响的就是自动驾驶安全。
在高精地图构建过程中,如果车辆的定位精度不够,还会带来更高的地图构建成本。导远电子的高精度地图盒子,通过融合多种定位信息,可以很好地解决上述问题。
可以说,导远自动驾驶高精度惯性组合定位解决方案针对不同场景可实现以下三个功能:
提供高精度定位效果;
高可靠性定位效果;
预见性能力和众包地图采集。
对于汽车来说,除了产品能够提供相应的服务之外,产品本身安全也是重要的一环。
导远是如何做好产品安全的?
第一,从流程上考虑,导远电子按照ISO 26262:2018标准的方法,规范开发流程,避免系统性失效,降低产品开发流程上的风险。
第二,从产品本身考虑,在满足流程的过程中,要对产品从硬件软件等多方面进行设计,保证产品满足功能安全要求
第三,从整车层面考虑,由于自动驾驶系统的复杂性,与地图盒子相关的模块众多,这些模块并不能全部满足功能安全要求,根据整车的实际情况对地图盒子功能安全目标要求进行分解。
通过定位技术与产品安全,导远电子的定位解决方案正在推进中国量产自动驾驶汽车的进程。
在发布上,作为合作伙伴的武汉中海庭数据技术有限公司总经理刘奋也表达他对导远电子定位的看法。
他认为,“IMU还可以很好地解决地图数据中绝对位置精度和相对位置精度的聚合,并成为未来数据或者软件上车重要入口。”
当前,汽车智能化正从ADAS辅助系统向高阶自动驾驶迈进,在此过程中,高精度融合定位对高阶自动驾驶尤其重要。
这不仅仅能够提升车辆的安全性能,更能大幅度提升在车辆自动驾驶过程中的乘坐体验。
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