了解激光雷達定位可以將有關(guān)汽車定位的信息與軟件棧中其他信息相結(jié)合,以便我們的車輛開往世界各地。
圖1
定位,是讓自動駕駛汽車找到自身確切位置的方法,這對自動駕駛汽車來說非常重要。當(dāng)你在駕駛一輛車時徹底迷路了,你不知道自己在哪兒,而這時你有一張全球的高精度地圖,定位的任務(wù)就是確定你的車輛在這張高精度地圖上的位置(見圖1)。
圖2
在日常生活中,我們一直使用手機 GPS 來確定自己的位置,但 GPS 1到3米之間的精確度對自動駕駛汽車來說不夠精確。而當(dāng)我們被高樓、山脈環(huán)繞,或位于峽谷內(nèi)時,GPS 的精度可能會更差,只有10米或50米(見圖2)。
由于我們無法完全信任 GPS,因此我們必須找到另一種方法來更準(zhǔn)確地確定車輛在地圖上的位置。最常用的方法是,將車輛傳感器所看到的內(nèi)容與地圖上所顯示的內(nèi)容進行比較,車輛傳感器可以測量車輛與靜態(tài)障礙物(樹木、電線桿、路標(biāo)和墻壁)之間的距離。
圖3
我們在車輛自身的坐標(biāo)系中測量這些距離,以及靜態(tài)障礙物的方向。在車輛自身的坐標(biāo)系中,汽車的前進方向始終向前,當(dāng)汽車左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)時,坐標(biāo)系與汽車一同旋轉(zhuǎn),以使車輛的前進方向在坐標(biāo)系中繼續(xù)向前。隨著車輛的轉(zhuǎn)彎,車輛自身的坐標(biāo)系必然與地圖坐標(biāo)不一致(見圖3),車輛的坐標(biāo)和地圖的坐標(biāo)可能都取決于手機導(dǎo)航系統(tǒng)中的設(shè)置。
圖4
在地圖上也有可能找到車輛傳感器所檢測到的地標(biāo),為估計車輛在地圖上的位置,我們將傳感器的地標(biāo)觀測值與這些地標(biāo)在地圖上的位置進行匹配,地圖自帶坐標(biāo)系,無人駕駛軟件必須將傳感器的測量得到的在車輛坐標(biāo)系中的坐標(biāo),轉(zhuǎn)換為地圖坐標(biāo)系中的坐標(biāo)(見圖4),執(zhí)行這類轉(zhuǎn)換是解決定位問題的關(guān)鍵步驟。
總結(jié):車輛將其傳感器識別的地標(biāo)與高精地圖上存在的地標(biāo)進行對比,為了進行該對比,必須能夠在它自身坐標(biāo)系和地圖坐標(biāo)系之間相互轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。而后,系統(tǒng)必須在地圖上以十厘米的精度確定車輛的精確位置。
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