為自動駕駛鋪平道路:地理信息技術(shù)對自動駕駛的深遠貢獻

時間:2020-05-26

來源:探測者科技

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導語:自從1879年卡爾·本茨的第一臺內(nèi)燃機獲得專利以來,汽車行業(yè)發(fā)生了翻天覆地的變化。在過去的幾年中,特斯拉、奔馳、谷歌、優(yōu)步等都在測試自動駕駛汽車。

   探測者說:自從1879年卡爾·本茨的第一臺內(nèi)燃機獲得專利以來,汽車行業(yè)發(fā)生了翻天覆地的變化。在過去的幾年中,特斯拉、奔馳、谷歌、優(yōu)步等都在測試自動駕駛汽車。沃爾沃最近宣布,正在尋找有興趣參加自動駕駛汽車試驗的駕駛員,據(jù)報道,這是迄今為止汽車行業(yè)進行的最大規(guī)模的試驗。瑞典汽車制造商表示,操作汽車應該像使用智能手機一樣容易。下一代汽車的開發(fā)取得了長足進步,但是背后的技術(shù)是什么?本文將重點介紹地理信息技術(shù)在自動駕駛中的關鍵作用。
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  全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)

  自動駕駛汽車可以自行導航,這已經(jīng)暗示了地理信息系統(tǒng)的參與。全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)技術(shù)可提供車輛自動駕駛所需的準確性。高精度和可靠的本地化解決方案至關重要。試想一下,如果不良的本地化將汽車定位在錯誤的道路上會發(fā)生什么。因此,準確可靠的GNSS技術(shù)的可用性是自動駕駛發(fā)展的主要挑戰(zhàn)。只有最先進的GNSS接收器才適合在自動駕駛汽車中使用。GNSS定位與慣性導航系統(tǒng)結(jié)合(INS),創(chuàng)建了一個功能強大的系統(tǒng),可以彌補僅使用一個系統(tǒng)時發(fā)生的固有缺陷。另外,抗干擾技術(shù)用于提供所需的定位和傳感器集成。

  光學相機

  無人駕駛汽車行業(yè)中已經(jīng)采用了幾種相機技術(shù),每種技術(shù)都有自己的擁護者。例如,特斯拉使用相機作為主要傳感器,并為其汽車配備了八個單眼相機。另一方面,立體聲攝像頭可將汽車的景深與人類視覺進行比較。立體聲相機還具有價格便宜、實時提供高質(zhì)量測量的優(yōu)勢。但是,有些人稱魚眼鏡頭攝像機是更好的選擇,因為它們能夠覆蓋更寬的視野,并能夠檢測到非常接近汽車的障礙物,而雙目立體攝像機通常無法看到這些障礙物。

  雷達

  車載雷達技術(shù)提高了乘客的安全性。雷達傳感器安裝在汽車的前保險杠和后保險杠上,使汽車可以了解其前后的狀況。汽車將與前方汽車保持安全距離。配備雷達技術(shù)后,汽車會根據(jù)其他車輛的行為自動加速或減速。實際上,雷達會觀察汽車與其他車輛之間的距離,從而發(fā)送需要加速或減速的信號。

  車載技術(shù)(V2X)雷達是雷達技術(shù)領域的最新發(fā)展。它可以應對霧、雪和大雨等天氣條件。V2X能夠通過多普勒測量和單天線的360度感應功能立即檢測車速。

  激光雷達

  在汽車工業(yè)中,激光雷達通常用作安裝在車頂上的旋轉(zhuǎn)氣缸。激光脈沖從周圍的物體上反彈,測量飛行時間,并且由于對來自360度傳感器的激光雷達數(shù)據(jù)的實時處理,汽車可以“確切地”知道它與其他物體的距離。由于激光雷達可以充當無人駕駛汽車的眼睛,因此大多數(shù)自動駕駛汽車解決方案都將激光雷達用作主要傳感器就不足為奇了。激光雷達對于緊急制動、行人檢測和避免碰撞至關重要。

  2016年8月,激光雷達技術(shù)的全球領導者Velodyne LiDAR宣布已累計獲得來自和福特的1.5億美元投資。這項投資將使Velodyne迅速擴大高性能、高性價比的汽車激光雷達傳感器的設計和生產(chǎn)。這一步為自動駕駛汽車和高級駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS)應用的大規(guī)模采用鋪平了道路,從而將加速它們提供的關鍵性、變革性收益。激光雷達技術(shù)已被全球汽車公司公認為是全自動駕駛汽車開發(fā)的關鍵推動力。一些著名的汽車制造商也將重點轉(zhuǎn)移到了激光雷達上。大多數(shù)自動駕駛概念車都依靠雷達和激光雷達對他們所看到的東西進行交叉驗證并預測運動。

  大多數(shù)自動駕駛汽車都依靠激光雷達,但特斯拉是一個例外。到目前為止,埃隆·馬斯克堅持使用結(jié)合了超聲波傳感器的常規(guī)雷達。馬斯克一再否認對激光雷達的需求,并指出在無人駕駛汽車的背景下這毫無意義。但是,鑒于激光雷達技術(shù)的成本將下降這一不爭的事實,特斯拉遲早也將配備激光雷達并不是完全不可能的。

  人工智能

  福特不僅將重點放在激光雷達技術(shù)上。2月,該公司宣布將在未來五年內(nèi)向一家人工智能公司Argo AI投資10億美元——有趣的是,這是由前Google和Uber領導人創(chuàng)立的。這項合作的主要目標是為福特的全自動駕駛汽車提供一個新的軟件該平臺將于2021年推出。

  3D地圖

  自動駕駛汽車的進步是全球點云收集背后的驅(qū)動力。無人駕駛汽車的地圖需要以更高的保真度和準確性提供更多信息,包括車道標志和路邊障礙等功能。高清(HD)地圖數(shù)據(jù)集可提供道路特征的高精度智能,例如道路線、路標、停車標志等。自我修復映射系統(tǒng)為自動駕駛汽車提供了最新的解決方案,它們自動更新地圖,解決了過時的導航數(shù)據(jù)問題。自動駕駛汽車將能夠在旅途中獲取和處理數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換為有用的信息。

  此外,TomTom、HERE、Nvidia和Sanborn 等公司正在提供一種用于自動駕駛汽車的地圖系統(tǒng),該系統(tǒng)旨在幫助汽車制造商、地圖公司和初創(chuàng)企業(yè)快速創(chuàng)建高清地圖并保持其更新。在日本,由汽車制造商組成的聯(lián)盟參與了由三菱電機最初設立的動態(tài)地圖規(guī)劃計劃。九家汽車制造商正在與Zenrin的地圖制造商合作。該協(xié)會將通過駕駛特殊裝備的車輛在全國主要高速公路上創(chuàng)建數(shù)字圖表。日本的目標是到2020年東京夏季奧運會之前在道路上大規(guī)模推廣自動駕駛汽車。

  基本因素

  無人駕駛汽車需要能夠?qū)崟r了解周圍的情況,在高清地圖上精確定位自己,并規(guī)劃一個安全的前進道路。世界上最先進的自動駕駛儀車輛平臺結(jié)合了深度學習、傳感器融合和環(huán)繞視野,提供最佳駕駛體驗。全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)、測距和三維制圖系統(tǒng)(特別是激光雷達)以及人工智能正在使之成為可能。因此,它們是未來無人駕駛汽車交通領域改變游戲規(guī)則的基本因素,因為激光雷達已經(jīng)在無人駕駛汽車領域證明了這一點。或許可以與激光雷達的價碼相比,特別是與相機、類似GPS的數(shù)據(jù)或雷達等技術(shù)相比,但由于技術(shù)創(chuàng)新,這一障礙正在逐步消除。研究表明,到2027年,全球自動駕駛汽車市場價值有望達到650億美元3億美元。因此,地理信息產(chǎn)業(yè)最好的建議是:系好安全帶,享受駕駛樂趣!

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