使用高清地圖數(shù)據(jù)的高度自動駕駛系統(tǒng)的一個主要先決條件是了解車輛的位置。這個位置需要比單獨(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等各種其他傳感器系統(tǒng)來增強(qiáng)位置估計。該貢獻(xiàn)描述了一個使用另一個輸入 ADASISv3 地圖數(shù)據(jù)來改進(jìn)定位的系統(tǒng)。地圖數(shù)據(jù)從地圖數(shù)據(jù)庫接收，然后與來自攝像系統(tǒng)的交通標(biāo)志測量值進(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，它試圖通過相應(yīng)的數(shù)學(xué)建模來降低每個傳感器的個體噪聲。結(jié)果是改進(jìn)的全局位置和表示為從驅(qū)動開始的累積增量運(yùn)動的局部位置。

由于這種測量的低頻特性，LbL 測量作為連續(xù)定位的校正值集成在這個整體定位系統(tǒng)中。每次將 LbL 定位（包括表示為方差的置信度估計）轉(zhuǎn)移到整體定位時，都會通過更新整體定位來計算和校正連續(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)相對于車輛位置測量這些地標(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)本身估計它位于灰色汽車的位置，但綠色汽車顯示的是在將 LbL 測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 的一輛測試車輛中。它在德國不倫瑞克附近的 A391 高速公路上進(jìn)行了測試。在這些試駕期間，記錄了來自高精度 GPS 系統(tǒng)的位置和來自 LbL 系統(tǒng)的位置。

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

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

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 測量對單個位置變量的影響。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中看出。LbL 系統(tǒng)以橙色表示。一旦 LbL 在大約 6 秒時測量到一個位置，它對整體位置的影響是可見的，因?yàn)榭梢杂^察到藍(lán)線中的校正。

圖 8. LbL 測量在大約 6 秒時的影響。

綠色汽車代表在沒有 LbL 校正的情況下定位會自行定位的位置。紅色汽車顯示了 LbL 本地化發(fā)生的地方。灰色汽車表示應(yīng)用了基于 LbL 的位置校正后汽車自身定位的位置。

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)可用的絕對誤差。通過這一貢獻(xiàn)，作者展示了如何使用通過 ADASISv3 交付的數(shù)據(jù)來實(shí)施此類系統(tǒng)的概念證明。此外，它還描述了系統(tǒng)如何在這個時間點(diǎn)直接使用高清地圖數(shù)據(jù)庫。交通標(biāo)志的參考數(shù)據(jù)很可能很快就會可用，并且可以替換手動獲取的交通標(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，并且可以顯示測量數(shù)據(jù)的影響。

在 GPS 不可用且內(nèi)部感知傳感器會產(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)證的開發(fā)將在 EB robinos 定位產(chǎn)品中繼續(xù)進(jìn)行。目前，EB 為汽車級定位提供了一個功能齊全的定位軟件組件，該組件基于車輪刻度、加速度計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（例如來自 LIDAR 或相機(jī)）。

審核編輯：郭婷