自动驾驶感知系统-全球卫星定位系统

最新推荐文章于 2024-06-21 13:05:50 发布

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#自动驾驶 #人工智能 #机器学习

文章介绍了卫星定位系统在自动驾驶汽车中的关键作用，强调了高精度和高频更新的定位信息对于安全行驶的重要性。目前的GPS、GLONASS、北斗和伽利略等全球导航卫星系统各有特点，但都存在一定的局限性，不能单独满足自动驾驶的高精定位需求。因此，文章提出需要结合多种技术，如卫星定位与捷联惯导系统、激光雷达和计算机视觉，以实现汽车的高精定位，确保自动驾驶的安全性和可靠性。

卫星定位系统

车辆定位是让无人驾驶汽车获取自身确切位置的技术，在自动驾驶技术中定位担负着相当重要的职责。车辆自身定位信息获取的方式多样，涉及多种传感器类型与相关技术。自动驾驶汽车能够持续安全可靠运行的一个关键前提是车辆的定位系统必须实时稳定地输出足够高精度的位置和与位置相关的信息，这些信息包括车辆的经度、纬度、航向角、速度、加速度、俯视角、更新频率等。一旦这些信息无法及时精确地获取，车辆就无法确定自身位置，必须立即退出自动驾驶模式由驾驶员接管车辆。
自动驾驶汽车对定位系统性能的要求与车辆的行驶速度密切相关。相关标准和法规规定，乘用车行驶最高车速不得超过120km/h，客车最高涉及车速不应大于100km/h。基于目前得自动驾驶汽车整体技术水平和车辆限速要求，自动驾驶客车得最高车速不宜超过70km/h。一般情况下，人工驾驶控制车辆距道路一侧路牙石得安全距离约为25cm，自动驾驶汽车必须在行驶25cm的时间内更新一次定位信息且定位精度≤25cm，否则就有可能导致车辆超出道路边界发生事故。按照最高车速90km/h计算，根据公式t=s/v,车辆行驶25cm的时间是0.01s,根据公式f=1/t,则定位信息更新频率为100Hz。因此，定位信息更新频率需≥100Hz,定位精度须≤25cm才能保证车辆行驶安全。
目前常规的定位导航系统（包括无线电定位导航，惯性定位导航、卫星定位导航、移动基站定位导航等）都不能同时满足上述指标。例如，惯性定位导航系统存在定位误差随时间积累、长时间不能保证足够的导航精度的问题；卫星定位导航系统存在多路径、卫星信号遮挡和更新频率低（一般为10Hz）等问题。因此，要实现汽车上自动驾驶功能，必须采用高精定位导航技术。目前的高精定位技术路线主要有3种：基于卫星定位系统和捷联惯导系统的组合定位技术，基于激光雷达点云和高精顶图的匹配定位技术，以及基于计算机视觉里程算法的定位技术。