深度解析渡眾在自動駕駛中的高精地圖技術(shù)

視頻中多傳感器融合技術(shù)構(gòu)建的是地下車庫、地面場景的高精地圖,橘色部分為地下室高精地圖,綠色部分為地面高精地圖。
北京渡眾機器人利用多傳感器融合技術(shù),機身配備了激光雷達、陀螺儀、輪速記、相機等多種傳感器,激光雷達可時刻掃描周圍環(huán)境,提供地圖數(shù)據(jù),構(gòu)建出分辨率高、信息豐富、厘米級別的地圖。基于多傳感器融合技術(shù)可實現(xiàn)室內(nèi)場景地圖、室外場景地圖,以及室內(nèi)室外無縫兼容的場景地圖。
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一、什么是高精地圖
高精度地圖,通俗來講就是精度更高、數(shù)據(jù)維度更多的電子地圖。渡眾多傳感器融合技術(shù)構(gòu)建的地圖精度更高體現(xiàn)在精確到厘米級別,數(shù)據(jù)維度更多體現(xiàn)在其包括了除道路信息之外的與交通相關(guān)的周圍靜態(tài)信息。

園區(qū)局部高精地圖
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高精度地圖將大量的行車輔助信息存儲為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),這些信息可以分為兩類。第一類是道路數(shù)據(jù),比如車道線的位置、類型、寬度、坡度和曲率等車道信息。
第二類是車道周邊的固定對象信息,比如交通標志、交通信號燈等信息、車道限高、下水道口、障礙物及其他道路細節(jié),還包括高架物體、防護欄、數(shù)目、道路邊緣類型、路邊地標等基礎(chǔ)設(shè)施信息。
另外,高精度地圖中包含有豐富的語義信息,比如交通信號燈的位置和類型、道路標示線的類型、以及哪些路面是可以行使等。

二、高精度地圖作用
1、地圖匹配。高精地圖相對于傳統(tǒng)地圖有著更多維度的數(shù)據(jù),比如道路形狀、坡度、曲率、航向、橫坡角等。通過更高維數(shù)的數(shù)據(jù)結(jié)合高效率的匹配算法,高精度地圖能夠?qū)崿F(xiàn)更高尺度的定位與匹配。
功能2:輔助環(huán)境感知。高精度地圖可以看做是無人駕駛的傳感器,相比傳統(tǒng)硬件傳感器(雷達、激光雷達或攝像頭),在檢測靜態(tài)物體方面,高精度地圖具有的優(yōu)勢包括:所有方向都可以實現(xiàn)無限廣的范圍;不受環(huán)境、障礙或者干擾的影響;可以“檢測”所有的靜態(tài)及半靜態(tài)的物體。
功能3:路徑規(guī)劃。長距離規(guī)劃(路由選擇):類似于導航,主要針對于靜態(tài)環(huán)境,但會考慮車道級別的規(guī)劃。短距離規(guī)劃(軌跡選擇):通過高精度地圖決定短距離規(guī)劃的目的地(車道)

三、高精地圖采集
隨著順豐、京東高精度地圖資質(zhì)的批復,越來越多的公司開始布局地圖領(lǐng)域。高精度地圖不僅有高精度的坐標,同時還有準確的道路形狀,并且每個車道的坡度、曲率、航向、高程,側(cè)傾的數(shù)據(jù)也都含有。
高精度地圖為今后的自動駕駛、無人配送等方方面面的應用打下了基礎(chǔ)。比之傳統(tǒng)地圖包含更多屬性信息,對于數(shù)據(jù)的采集提出了更高的要求。

數(shù)據(jù)采集
1.???? 渡眾機器人高精地圖制作的第一步,通過地圖采集車的實地采集完成。采集的核心設(shè)備為激光雷達,通過激光的反射形成環(huán)境點云從而完成對環(huán)境各對象的識別。
2.???? 第二步,采集數(shù)據(jù)后續(xù)處理:包括人工處理、深度學習的感知算法(圖像識別)等。采集的設(shè)備越精密,采集的數(shù)據(jù)越完整,所需要算法去降低的不確定性就越低。元素識別,車的自動化程度不夠 ,無法解決道路上沒有車道線的部分以及無法理解邏輯信息(比如停止線和紅綠燈的關(guān)聯(lián)關(guān)系)。人工驗證:車道線識別是否正確,補充關(guān)聯(lián)處理。比如路口虛擬線的處理,這種虛擬線的處理依賴于半自動化的處理。
數(shù)據(jù)采集車
高精度地圖采集車。高精度地圖采集車的裝備較為復雜,包括了多種傳感器,來進行道路和周邊環(huán)境數(shù)據(jù)的采集。渡眾機器人高精度地圖采集車的配置情況,如下:

工控機、 GPS、 IMU、激光雷達
四、高精地圖實際應用
目前,我司主要為內(nèi)蒙某國營礦企提供智慧礦區(qū)解決方案,基于高精地圖離線匹配定位,測量測繪。因為礦區(qū)道路沒有明顯的馬路牙子、車道線等標識,尤其是在雨雪天氣,更加難以判斷道路位置??芍苯涌尚旭倕^(qū)域,車在這一區(qū)域擁有道路優(yōu)先權(quán)可以保持行駛,而選擇的通行區(qū)域車輛可以行駛但需要十分小心,注意其他擁有道路優(yōu)先權(quán)的車輛。

高精地圖能給礦區(qū)運輸車提供整體的路徑規(guī)劃,包括道路的斜率和曲率、車道標識等,并提高精度的車道模型,以協(xié)助車輛調(diào)整間距和速度等?;诟呔貓D標注、識別車道線,可以對車輛進行橫向定位,特別是在GPS和地圖不夠精確的時候。