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无人驾驶汽车的定位导航有哪些技术?

作者:访客 日期:2022-08-13 分类:车载导航仪

精准的定位是无人驾驶的基础也是核心,缺少精准的定位,自动驾驶可能会出现失误,从定位的技术发展来看,可分为三代:

第一代是GNSS定位(全球导航卫星系统)基于卫星定位技术,提供10米精度的定位能力。GNSS目前世界上有四个,分别是美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的GALILEO和中国的北斗卫星导航系统。GNSS民用定位精度无法达到精准定位,应用在传统的车载导航上面尚可,而在自动驾驶领域显然是不行的,而在隧道、地下停车场等上空遮蔽区域甚至无法接收卫星信号,无法持续定位。

第二代惯导定位 惯导是以牛顿力学定律为基础,通过测量载体在惯性参考系的加速度,将它对时间进行积分,且将它变换到导航坐标系中,得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置等信息,从而实现定位。惯导能实现全天候定位能力,隧道、高速桥、地下停车场这样的场景,由于被遮挡,无信号,会发出信号漂移,甚至收不到任何信号。这些场景是惯导擅长的场景。但惯导会积累误差,需依赖其他算法和参考进行修正以消除误差。

第三代高精度定位,基于视觉传感器,毫米波雷达,激光雷达等定位技术提供亚米级到厘米级定位能力。 传感器及雷达将监测到的数据传给无人驾驶处理单元,对道路、标示、行人、车辆等进行识别和确定物体的距离。

在无人驾驶定位应用中,不会采用单一的定位技术,而是采用多元融合定位技术(集合GNSS+惯导+传感器/雷达定位),多元融合定位是定位技术的未来!

定位技术在汽车无人驾驶技术中可以用来提供车辆的位置,姿态等信息。是无人驾驶汽车行驶的基础,也是无人驾驶汽车的“眼睛”。一般来说,常用的定位技术主要有航迹推算(Dead-Reckoning,DR)技术,惯性导航技术(Interial Navigation System,INS),卫星导航定位技术,地图匹配定位(Map Matching,MM),视觉定位技术以及路标定位技术等。

除了上述的定位导航技术外,无人驾驶汽车在一个完全陌生的环境从一个完全未知的位置开始移动,在移动的过程中,它要根据位置估计以及地图进行自身定位。除了自身定位外,还要建造增量式地图,从而实现自主定位和导航。我们将这种新的技术称之为同时定位与地图创建,圈内学名:Simultaneous Localization and Mapping,缩写为SLAM。经过大量的实践表明,任何一种单一的导航技术都有其局限性,因此,现在组合导航技术成为了研究的热点受到广泛的关注。

组合导航技术主要是综合两种或者是两种以上的不同类型的导航传感器的信息,使得它们优势互补,从而发挥出最佳的导航性能。近些年来,组合导航以其低成本,高性能等突出优点从而受到广泛应用。对于一般的无人驾驶汽车而言,它的定位导航需要获取汽车的航向数据以及位置数据。因此,常用的组合导航主要有基于电子罗盘和速率陀螺的航向数据融合以及基于GPS/罗盘/里程计位置数据融合。典型的组合导航定位系统如GPS/DR组合导航系统。

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