GNSS高精度定位在自动驾驶中的作用

发布时间: 2021-03-24 07:16:49浏览次数:

GNSS高精度定位在自动驾驶中的作用
在现阶段的汽车领域或者自动驾驶领域，还不是很普及的状况。专注变形监测、农机自动化驾驶以及机械控制市场的开拓。
从2011年开始，我们就进入了农机自动化驾驶，也就是说，在那个时候就已经通过GNSS技术来改造我们中国的拖拉机，从而实现在农田这种封闭环境下的自动驾驶，并且在新疆以及东北等区域形成了一定规模的应用。
在2008年开始自主研发的时候，我们深切地知道天线的自主研发非常关键，如果没有自主研发的天线，那么很多产品都不符合应用场景，因此形状会做的比较大，比较笨重，并且性能也比较差。
从2008年开始自主天线研发，到2013年我们已经完全掌握了自主知识产权天线的迭代，做到高精度GNSS天线的自产化。主要做北斗高精度板卡以及芯片等底层技术上的突破。因此底层的板卡、芯片以及GNSS天线的全自主研发。
另外，“北斗地基增强系统”我们也叫作GNSS基准站，在运营和生产上都有丰富的经验和技术积累。

在自动驾驶生态中，GNSS定位是非常重要的因素。我将从高精度地图和GNSS高精度定位两个方面来介绍，这两个高精度定位技术对自动驾驶来说，是一条非常基础且非常重要的语句信息。
高精度地图现阶段是通过一些后处理技术，把典型数据、图片数据以及高精度的pos数据紧密融合在一起，通过后期的加工，形成了基本的高精度路网信息，为无人驾驶汽车提供了基础的地图导航服务。
在无人驾驶汽车上实现实时RTK定位，对技术的要求比较高。当无人驾驶汽车拥有高精度的位置信息之后，就可以跟高精地图进行匹配，从而形成了良好的导航功能，能为我们车上的传感器进行时间同步或者导航提供了最基础的时空信息。

高精度在自动驾驶领域的重要性如：
首先，对于高精度地图的采集，高精度定位在高精地图采集中是一个很普通的传感器，但是它很重要。通过上面这张图，大家可以看到高精度地图采集装备的大体构成。接下来我把它们拆分开来，简单地介绍一下大概的原理构成。
通过这张图可以比较直观地看到专业高精度采集车的基础构成，GNSS移动采集端提供了GPS原始数据，由原始数据再根据接收终端进行PPS同步，使得高精度采集车上的相机、IMU以及点云激光器等采集设备都做到了时间同步，使得每一个器件的触发也都得到了统一。
当数据得到统一之后，我们把这种数据叫做原始数据。在移动端时会把原始数据上传到服务器或者是给到地图云服务器进行处理。在做处理的同时，需要到基准站上做高精度的后处理服务，使得Pos信息得到高精度的修正。这样一来，在移动采集端的相片、IMU以及点云就可以得到高精度的事件信息。最后通过专门的软件形成高精度的地图。这是高精度地图的形成原理。
因此在自动驾驶领域，高精度地图是一个非常重要的基础，因为每一个地物信息以及属性都需要非常高精度的数据来支撑，相当于所有数据的一把尺子，因此GNSS精准定位能为高精度地图提供更精准的地物属性。
这些地物属性可以为自动驾驶汽车提供更好的判断。这里面我列举了三个方面进行区分：
1、卫星信号盲区以及卫星信号遮挡区；
2、路口正确车道导航预判、特殊关卡和收费车道的提前预判以及提供道路标识的位置；
3、提供移动通讯网络覆盖的盲区以及弱区的判断。
当汽车驾驶到这些区域时，车上的传感器可以根据高精度地图提供的这些属性进行一些预判，大大地降低了实时算法的压力。
现阶段自动驾驶汽车的硬件架构，GNSS定位设备也是必不可少的。GNSS提供了实时的高精度位置信息，除了与高精度地图做匹配，还会给予各种器件的时间同步以及事件的触发同步，这样能让自动驾驶汽车上的所有器件都能做到在某一时刻下统一去做某一件事情。
高精地图相当于人类大脑记忆中的路线，也就是对大脑中物理空间的记忆，GNSS定位相当于人类对空间位置和时空判断的感知，通过二者结合从而知道去哪里、怎么去，目前自动驾驶或者机器人也是往着这方向在发展。
对于自动驾驶的汽车，可以将它看作一个户外全自主机器人或者高智能的机器人。我认为机器人是导航与控制两大部分的相互融和，而高精度定位刚好是做导航这一部分。这些导航与控制在高精度地图的基础上去做各种判断，从而实现了全自主的运作。
数据时空基准的统一是高精度定位的基础，这里包括了高精度地图信息以及实时的高高精度定位，现在的高精度定位都是通过RTK技术来获取的，而RTK定位技术是一个相对定位技术，所以相对定位必须要做到时空基准的统一，否则高精度地图信息的位置与高精度实时定位的位置是不匹配的。
因此我们国家在很早以前就推出了国家2000坐标系，并且基于这种地图信息以及高精度测绘市场的地图信息做了统一坐标系的工作，对未来的自动驾驶、自动化运作行业提供了时空基准。
总之：在自动驾驶领域涉及到的五个时空基准必要因素：GNSS卫星、高精度地图、全疆域通讯网络覆盖、全疆域统一基准的GNSS基站、性能良好的移动端GNSS接收机，也就是高精度定位的五大必要因素。可见，GNSS高精度定位在自动驾驶中的作用非常之大。

GNSS高精度定位在自动驾驶中的作用

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