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自动驾驶汽车如何通过位置感知看世界

无人驾驶
导读 每个人都知道 GPS,它是卫星导航系统 Global Positioning System 的首字母缩写词。连同其国外同行,包括 GLONASS、伽利略和北斗等,

每个人都知道 GPS,它是卫星导航系统 Global Positioning System 的首字母缩写词。连同其国外同行,包括 GLONASS、伽利略和北斗等,它们统称为全球导航卫星系统,或 GNSS。自动驾驶或半自动驾驶汽车还需要什么?很多,正如我们将看到的。

GPS 可以将位置锁定在几米以内。很高兴告诉您您在哪里,并帮助您指明下一次约会的路。每个人每天都在使用这些系统,而且它们很棒——没有它们我们如何生活?

但是将一个位置固定在几米以内并不能告诉您是否正在漂移到下一条车道。它也不会告诉您您是否危险地靠近另一辆车。还有另一种技术,实时运动定位 (RTK),它增强了 GNSS/GPS 以将位置确定在几厘米左右的范围内。

对 GNSS/GPS 或 RTK 卫星数据的访问通常是通过与 RTK 定位引擎集成的 GNSS/RTK 接收器获得的。此外,它们通常会进一步集成惯性测量单元 (IMU) 和惯性导航算法,例如 ACEINNA RTK330LA 和 OpenRTK330LI。这些设备提供至关重要的绝对定位功能,我们很快就会看到。

有了安新纳 RTK330LA 等装置,惯性导航系统 (INS) 的成本下降到适合普通乘用车的水平。

RTK 要求一组 GPS/GNSS 卫星与基站和被跟踪车辆进行通信。后两者通过蜂窝系统相互联系。由于基站知道它们的精确位置,因此可以采用一种纠错机制,现在可以在几厘米内确定车辆的位置,如上所述。

但是,RTK 依赖于车辆约 30 英里范围内的单独“基站”接收器/发射器系统。卫星、车辆接收和基站接收之间的联系,以及一些非常奇特的计算分析,决定了位置。

目前世界上有足够多的基站来实现良好的覆盖。然而,确定位置需要很长时间(100 毫秒到 1 秒)——这在车辆以高速公路速度行驶的情况下不够好,车辆可以轻松地在一秒钟内行驶 30 m。

RTK 非常适合测量和建设,以及可以负担得起自己的基站的大型运营。它还非常适合引导开始在全球大型农场中使用的大型自动农用车辆。

最后,任何类型的无线电信号,包括卫星信号,都可能被隧道、山脉,有时甚至是普通的恶劣天气所阻挡。

所以,卫星导航系统本身不会削减它。然而,它们可能是一系列相互支持的系统中的第一个,这些系统为当今的高级驾驶辅助系统 (ADAS) 奠定了基础,并使真正的自动驾驶汽车成为未来世界的一部分。

位置感应的三巨头

虽然卫星不能单独引导自动驾驶汽车,但它们是整个导航过程的重要贡献者。第二支柱由感知传感器组成,如激光雷达、雷达和摄像头。第三个组件是惯性测量单元,或 IMU