導(dǎo)航與高精地圖制作 課件 任務(wù)3-3高精地圖數(shù)據(jù)采集

導(dǎo)航與高精地圖制作高精地圖數(shù)據(jù)采集主講教師：Navigationandhigh-precisionmapproductionNavigationandhigh-precisionmapproduction導(dǎo)航與高精地圖制作12高精地圖數(shù)據(jù)的采集方式高精地圖數(shù)據(jù)的采集設(shè)備

數(shù)據(jù)采集是使用采集設(shè)備對外部環(huán)境、道路的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。目前行業(yè)主流兩種方式：專業(yè)采集與眾包采集。1.高精地圖數(shù)據(jù)的采集方式Navigationandhigh-precisionmapproduction導(dǎo)航與高精地圖制作1.高精地圖數(shù)據(jù)的采集方式專業(yè)采集采集車會預(yù)先安裝好多種傳感器，如激光雷達(dá)、攝像頭、慣性測量單元和定位設(shè)備等，根據(jù)采集場景不同搭載不同型號的傳感器設(shè)備。Navigationandhigh-precisionmapproduction導(dǎo)航與高精地圖制作專業(yè)采集優(yōu)缺點優(yōu)勢劣勢1）精度高：通過專業(yè)的采集設(shè)備與成熟的制圖工藝流程相配合制作出的地圖可達(dá)到厘米級精度，能夠滿足不同等級自動駕駛技術(shù)對高精度地圖的精度要求；2）適應(yīng)性強：不同場景、不同等級的自動駕駛技術(shù)方案各有不同，礦山、園區(qū)等場景在地圖測繪時會采用不同的方案，主要體現(xiàn)在采集車搭配不同的傳感器，以滿足定制化的需求3）技術(shù)成熟：專業(yè)采集技術(shù)經(jīng)過多年的技術(shù)積累，形成了相對成熟的流程，在質(zhì)量控制方面具有較成熟的經(jīng)驗，可以很好地滿足高精地圖制作需求1）成本高：采集車搭載了激光雷達(dá)等昂貴設(shè)備，一臺采集車成本高達(dá)上百萬；2）數(shù)據(jù)量大：由于采集的地圖要素多且精細(xì)，對存儲容量和傳輸寬帶要求極高；3）專業(yè)人員需求：外業(yè)采集人員需要具備極強的專業(yè)知識和實踐經(jīng)驗，在后續(xù)制圖過程中也需要大量內(nèi)業(yè)人員處理；4）鮮度維系不易：專業(yè)采集受制于采集車的使用頻率與地圖的制作工藝，數(shù)據(jù)鮮度的維持變得愈發(fā)重要且不易。Navigationandhigh-precisionmapproduction導(dǎo)航與高精地圖制作1.高精地圖數(shù)據(jù)的采集方式眾包采集是把地圖更新的任務(wù)交給道路上行駛的大量非專業(yè)采集車輛，利用車載傳感器實時監(jiān)測環(huán)境變化，并與高精度地圖進(jìn)行比對，當(dāng)發(fā)現(xiàn)道路變化時，將數(shù)據(jù)上傳至云平臺，再下發(fā)更新給其他車輛，從而實現(xiàn)地圖數(shù)據(jù)的快速更新。Navigationandhigh-precisionmapproduction導(dǎo)航與高精地圖制作1.高精地圖數(shù)據(jù)的采集方式優(yōu)勢劣勢1.相對成本較低；2.數(shù)據(jù)來源非常豐富、實時性好；3.是實時更新的低成本和可量產(chǎn)化的方案。1.傳感器數(shù)據(jù)來源和標(biāo)準(zhǔn)不一；2.精度不夠；3.技術(shù)門檻高。眾包采集優(yōu)缺點Navigationandhigh-precisionmapproduction導(dǎo)航與高精地圖制作2.高精地圖采集過程中需要用到的傳感器地圖采集傳感器主要有GPS、IMU、輪速計等。Navigationandhigh-precisionmapproduction導(dǎo)航與高精地圖制作2.高精地圖采集過程中需要用到的傳感器（1）GNSS全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(globalnavigationsatellitesystem，GNSS)是一種以人造地球衛(wèi)星為基礎(chǔ)的高精度無線電導(dǎo)航的定位系統(tǒng)。它在全球任何地方以及近地空間都能夠提供準(zhǔn)確的地理位置、車行速度及精確的時間信息。Navigationandhigh-precisionmapproduction導(dǎo)航與高精地圖制作2.高精地圖采集過程中需要用到的傳感器GNSS工作原理確定四顆或者更多衛(wèi)星的位置并計算出GPS接收設(shè)備與每顆衛(wèi)星之間的距離，然后用這些信息使用三維空間的三邊測量法推算出自己的位置。要使用距離信息進(jìn)行定位，接收機還必須知道衛(wèi)星的確切位置。GPS接收機儲存有星歷，其作用是告訴接收機每顆衛(wèi)星在各個時刻的位置。Navigationandhigh-precisionmapproduction導(dǎo)航與高精地圖制作2.高精地圖采集過程中需要用到的傳感器載波相位差分技術(shù)原理Navigationandhigh-precisionmapproduction導(dǎo)航與高精地圖制作2.高精地圖采集過程中需要用到的傳感器載波相位差分技術(shù)原理Navigationandhigh-precisionmapproduction導(dǎo)航與高精地圖制作載波相位差分技術(shù)是能夠?qū)崟r得到厘米級定位精度的測量方法，它能實時提供觀測點的三維坐標(biāo)，并達(dá)到厘米級的高精度。與偽距差分原理相同，由基準(zhǔn)站通過數(shù)據(jù)鏈實時將其載波觀測量及站坐標(biāo)信息一同傳送給用戶站，用戶站接收GPS衛(wèi)星的載波相位與來自基準(zhǔn)站的載波相位，并組成相位差分觀測值進(jìn)行實時處理，能實時給出厘米級的定位結(jié)果。2.高精地圖采集過程中需要用到的傳感器（2）IMUIMU全稱InertialMeasurementUnit，慣性測量單元，主要用來檢測和測量加速度與旋轉(zhuǎn)運動的傳感器。Navigationandhigh-precisionmapproduction導(dǎo)航與高精地圖制作2.高精地圖采集過程中需要用到的傳感器（2）IMUIMU全稱InertialMeasurementUnit，慣性測量單元，主要用來檢測和測量加速度與旋轉(zhuǎn)運動的傳感器。一般使用6軸運動處理組件，包含了3軸加速度計和3軸陀螺儀。加速度傳感器是力傳感器，用來檢查上下左右前后哪幾個面都受了多少力(包括重力)，然后計算每個面上的加速度。陀螺儀是角速度檢測儀，檢測每個角上的加速度。Navigationandhigh-precisionmapproduction導(dǎo)航與高精地圖制作2.高精地圖采集過程中需要用到的傳感器（2）IMU黃金搭檔Navigationandhigh-precisionmapproduction導(dǎo)航與高精地圖制作2.高精地圖采集過程中需要用到的傳感器（3）輪速計通過輪測距器推算出無人車的位置。汽車的前輪通常安裝了輪測距器，分別會記錄左輪與右輪的總轉(zhuǎn)數(shù)。通過分析每個時間段里左右輪的轉(zhuǎn)數(shù)，可以推算出車輛向前走了多遠(yuǎn)，向左右轉(zhuǎn)了多少度等。Navigationandhigh-precisionmapproduction導(dǎo)航與高精地圖制