無人駕駛系統(tǒng)正在不斷的測試,改進(jìn),越來越好,在目前,大的無人駕駛系統(tǒng)中,環(huán)境感知是考察無人駕駛系統(tǒng)的一個(gè)重要維度。在這一維度中,環(huán)境感知主要依靠的是作為硬件系統(tǒng)的傳感器。而在各類無人駕駛傳感器類型中,GPS和慣性導(dǎo)航模塊的定位導(dǎo)航功能必不可少。
無人車上的定位導(dǎo)航技術(shù)
作為無人駕駛系統(tǒng)核心的技術(shù)之一,GPS全球定位系統(tǒng)在無人駕駛定位中具有相當(dāng)重要的職責(zé)。然而,無人車是在復(fù)雜的動態(tài)環(huán)境中行駛,尤其在大城市,GPS多路徑反射的問題會很明顯。這樣得到的GPS定位信息很容易就有幾米的誤差。對于在有限寬度高速行駛的汽車來說,這樣的誤差很有可能導(dǎo)致交通事故。因此,借助其他傳感器來輔助定位,增強(qiáng)定位的精度。另外,由于GPS更新頻率低,在車輛快速行駛時(shí)很難給出準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)定位。
由陀螺儀、加速度傳感器等傳感器組成的慣性傳感器(IMU),是檢測加速度與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的高頻傳感器類型。通過對慣性傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后,我們可以實(shí)時(shí)得出車輛的位移與轉(zhuǎn)動信息。但慣性傳感器自身也有偏差與噪音等問題影響結(jié)果。而通過使用基于卡爾曼濾波的傳感器結(jié)合技術(shù),我們可以結(jié)合GPS與慣性傳感器數(shù)據(jù),各取所長,以達(dá)到較好的定位效果。
這里需要注意的是,由于無人駕駛對可靠性和安全性要求非常高,所以基于GPS和慣性傳感器的定位并非無人駕駛里的定位方式,現(xiàn)實(shí)中,還會使用LiDAR點(diǎn)云與高精地圖匹配,以及視覺里程計(jì)算法等定位方法,讓各種定位法互相糾正以達(dá)到更準(zhǔn)確的效果。
要想實(shí)現(xiàn)無人自動駕駛,除GPS和慣性傳感器外,還需要雷達(dá)、圖像傳感技術(shù)的支持。 然而,僅有定位導(dǎo)航還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,無人駕駛系統(tǒng)還需要檢測到行駛時(shí)做出避讓,以保證車內(nèi)人員安全。這便需要通常在汽車關(guān)鍵部位安裝圖像傳感器和激光雷達(dá)等傳感器探測裝置。其中,圖像傳感器采集的數(shù)據(jù),能在軟件算法的幫助下,分析危險(xiǎn)障礙物及其分布。而雷達(dá)裝置則能對周圍環(huán)境地形、運(yùn)動物體形狀和速度進(jìn)行探測,進(jìn)一步為自動、無人駕駛提供安全保障。
其實(shí),即使做到這些對于實(shí)際應(yīng)用也還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。無人駕駛系統(tǒng)除上述作為硬件系統(tǒng)的傳感器外,作為軟件系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)算法也必不可少。二者的作用亦可分別比作眼睛和大腦。因此,無人駕駛技術(shù)的發(fā)展,除了讓更多的傳感器加入到眼睛的行列中來,未來還需要更加先進(jìn)的軟件或智能算法的支持。
無人車上的定位導(dǎo)航技術(shù)
作為無人駕駛系統(tǒng)核心的技術(shù)之一,GPS全球定位系統(tǒng)在無人駕駛定位中具有相當(dāng)重要的職責(zé)。然而,無人車是在復(fù)雜的動態(tài)環(huán)境中行駛,尤其在大城市,GPS多路徑反射的問題會很明顯。這樣得到的GPS定位信息很容易就有幾米的誤差。對于在有限寬度高速行駛的汽車來說,這樣的誤差很有可能導(dǎo)致交通事故。因此,借助其他傳感器來輔助定位,增強(qiáng)定位的精度。另外,由于GPS更新頻率低,在車輛快速行駛時(shí)很難給出準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)定位。
由陀螺儀、加速度傳感器等傳感器組成的慣性傳感器(IMU),是檢測加速度與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的高頻傳感器類型。通過對慣性傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后,我們可以實(shí)時(shí)得出車輛的位移與轉(zhuǎn)動信息。但慣性傳感器自身也有偏差與噪音等問題影響結(jié)果。而通過使用基于卡爾曼濾波的傳感器結(jié)合技術(shù),我們可以結(jié)合GPS與慣性傳感器數(shù)據(jù),各取所長,以達(dá)到較好的定位效果。
這里需要注意的是,由于無人駕駛對可靠性和安全性要求非常高,所以基于GPS和慣性傳感器的定位并非無人駕駛里的定位方式,現(xiàn)實(shí)中,還會使用LiDAR點(diǎn)云與高精地圖匹配,以及視覺里程計(jì)算法等定位方法,讓各種定位法互相糾正以達(dá)到更準(zhǔn)確的效果。
要想實(shí)現(xiàn)無人自動駕駛,除GPS和慣性傳感器外,還需要雷達(dá)、圖像傳感技術(shù)的支持。 然而,僅有定位導(dǎo)航還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,無人駕駛系統(tǒng)還需要檢測到行駛時(shí)做出避讓,以保證車內(nèi)人員安全。這便需要通常在汽車關(guān)鍵部位安裝圖像傳感器和激光雷達(dá)等傳感器探測裝置。其中,圖像傳感器采集的數(shù)據(jù),能在軟件算法的幫助下,分析危險(xiǎn)障礙物及其分布。而雷達(dá)裝置則能對周圍環(huán)境地形、運(yùn)動物體形狀和速度進(jìn)行探測,進(jìn)一步為自動、無人駕駛提供安全保障。
其實(shí),即使做到這些對于實(shí)際應(yīng)用也還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。無人駕駛系統(tǒng)除上述作為硬件系統(tǒng)的傳感器外,作為軟件系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)算法也必不可少。二者的作用亦可分別比作眼睛和大腦。因此,無人駕駛技術(shù)的發(fā)展,除了讓更多的傳感器加入到眼睛的行列中來,未來還需要更加先進(jìn)的軟件或智能算法的支持。