美行科技胡晨曦 惯导定位是自动驾驶的核心之一多元融合是定位技术的未来

咱们好，我是美行科技的胡晨曦，很侥幸跟咱们共享一下关于自动驾驶定位的相关观念。

首要简略介绍一下美行科技，美行科技成立于2008年，研制总部在沈阳，一起在深圳佛山、上海、北京、广州有公司，公司的主营业务车联网服务、车载网联导航等。网联导航范畴，是国内最大的独立车的导航软件供给商，在前端导航软件商场占有率高达43%。

今日跟咱们共享的标题是“定位技能是自动驾驶的要害中心”，这个标题有三个要害要素，对自动驾驶技能结构进行剖析，分为感知层、决议计划层、操控层，感知层是由电子地图和传感器信息组成，电子地图包括传统的导航、导航电子地图数据和高精度电子地图数据。决议计划层经过传感器的数据和传感器信息，对车辆进行定位，对途径进行规划，环境进行了解，对车的行为进行猜测。针对车的举动进行规划，然后替代驾驶员经过操控层的电子驱动，对车辆进行操控，然后逐渐完成自动驾驶。

精准的定位是自动驾驶的根底也是中心，短少精准的定位，自动驾驶或许会呈现失误。从定位的技能发展来看，分为三代，第一是GNSS定位，依据卫星定位技能，供给10米精度的定位才能；第二惯导定位，现在前装导航采用惯导定位的技能；第三高精度定位，依据视觉传感器，毫米波雷达，激光雷达等等，供给亚米级到厘米级定位才能。

从上面剖析可以看出自动驾驶需求第三代高精度定位，为什么第三代高精度定位依然需求惯导定位呢？关于这个问题我从美行科技在第三代高精度定位的运用实践以及高精度定位要害场景谈谈我的观念，依据视觉传感器、车道定位，毫米波雷达、激光雷达、高精度数据定位，从运动惯性扩展开来，考虑用户行为惯性的猜测定位图侧完成，别的和咱们共享一下惯导在AR导航中的价值。

美行的车道定位辨认，上方是车身，拍照车前方的实践路况，下面是车在路上的实践定位体现，从视频中可以看出美行的定位能将车定位到车道上，而且能辨认接连变道等等。这是经过很多路测，现在在车道定位精度和车道变道辨认，现在能到达95%，这项技能现已处于量产等级，估计在本年9月份投入商场。

车道级定位和传统定位首要差异在于路途的横向精度，传统导航在路途的横向精度上基本上没有的，车道级定位是在路途方向上，从线扩展到面。如图是美行车道级定位的技能结构，左面是惯导定位的技能完成，惯导的匹配成果，中心是车道辨认，有车载摄像头，车载摄像头输出相对信息，如车前方的车道数，车的色彩，相对横向间隔，车间纵向间隔，用相对信息是无法定位的，必须得结合惯导输出的方位，运用车道定位辨认出车辆方位，车道改变等等，来完成车道的定位。

从上述剖析可以看出车道定位站在惯导定位膀子上更进一步的运用和实践。供给决议计划方位为什么需求惯导供给？由于能为车道定位供给全天候无差别的根底方位，别的在摄像头实效为车道定位供给变道辨认才能。为什么惯导完成全天候无差别变道才能，地道、高速桥、地下停车场这样的场景，由于被遮挡，无信号，会宣布信号漂移，乃至收不到任何信号。这些场景是惯导拿手的场景。

以地下停车场惯导为例，信号彻底被遮挡，在地下停车场是彻底的惯导场景，完成原理很简略，便是匀速直线运动。咱们把车运动在满意的时刻内，可以看作是匀速直线运动。依照时刻，就可以推出惯导，理论是很简略的，可是实践国际不是纯理论，绝大部分数据都会有差错，车的脉冲和车速巨细和车速方向组成的，车速巨细是由车速脉冲算出来的，车轮巨细的改变对车的脉冲，核算车的巨细也会有影响，在实践国际中，车的轮胎巨细改变，会很常遇到，轮胎磨损，胎压改变等等。

在车辆行进过程中，需求对车辆脉冲系数不断进行校准，让脉冲系数差错变小，车的方向进行积分，角速度是动摇的状况，车辆停止不动的时分应该是一条水平直线，咱们收集的车辆在停止五分钟左右，这是动摇状况，在不断的动摇。车辆运转过程中，首要要消除动摇差错，而且对投影仪的系数不断进行校准，而且需求在适宜的时刻对车辆方向，消除测算方向的差错。

美行科技在消除差错方面有比较多的经历，现在在彻底惯导的状况下，车辆自在行进40多分钟，差错依然是很小的。如图是美行在地下停车场的轨道回放，蓝色线是惯导的轨道，在地下停车场进进出出两次，咱们可以看到轨道，符合度是比较好的，而且可以在出停车场的时分依然比较正确的定位在出停车场的路途上。地下停车场由于是收不到GPS信号，是彻底惯导，地下停车场的定位体现便是惯导精度的直观体现。

只要有满意精度的惯导前提下，才能为车道导航以及自动驾驶其他的定位供给比较精确的根底方位。咱们再看一下惯导的高架上下坡定位，3D加快传感器原因运用3D加快传感器转化为车身，找出符合的路途，差错来历于牛顿第二定律测算会有差错，需求时刻累积，一般的车辆视点会有滞后。存储会有差错，所以需求对哪个视点不断进行前后移动，来消除差错。

咱们再看高度传感器，原因是依据基准点，用高速传感器丈量出相对高度，来进行匹配，找出相对高度，便是最符合的，然后完成斜度定位。差错来历运用丈量车身，丈量的数据会有滞后。运用ADAS体系核算路途相对高度会有差错，需求不断进行前后比对，找出相对高度最符合的消除差错。

上海是国内最杂乱的当地，咱们在上海进行了测验，高架定位辨认率高达95%，这项技能在上一年现已投入商场了。假如说采纳积压测验定位，在上述场景是不能满意需求的。咱们再看看摄像头失效的场景，比方车被前车遮挡，有雾天，雨天，光线明暗改变。

咱们先看看路口场景，描绘的是车道数据在路口，选取了右侧路口衔接办法，在最右侧只跟最右侧的车道相连和相对的车道相连，和履行的换车道，是没有衔接联系的。在路口行进，会有三种办法，向右行进，直行不换道，然后直行换道，在地面上没有车辆信息，假如说运用车道的摄像头和车道数据，在路口失效，这个时分可以运用惯导，满意能辨认出来向右行进仍是直行不换道仍是直行换道。

咱们看车道被前车遮挡的场景，会持续跟在前车的后边或许换道或许变道，具体剖析第一个一向跟在车道后边，第二个换一个车道，第三个换两个车道乃至三个车道，第四个要换过去，周围有车换不过去，又回来了，第五个换了车道，而且对前面的车进行超车。那么关于前车遮挡的时分，摄像头所拍照的车辆信息有或许无效，对这种状况，在比较短的时刻内，惯导比较精准能辨认出来换道状况。把惯导的方位经过树立坐标系，推断出换不换道，换哪个车道，然后处理车道定位被前车遮挡的时分。

前面是惯导在车道级的价值，再看看地标定位，经过摄像头、激光雷达、毫米雷达等等，以高精度地图数据存储的地标进行匹配，然后完成地标定位。与车道极定位相同，惯导需求供给根底装备，一起也需求在地标定位失效时，能为地标定位供给定位才能。别的地标定位和惯导能起到彼此校准的作用。前面剖析可以看出惯导方位依据时刻的基准，时刻越长，差错越来越大，一般校准办法收集比较精确的GPS信息，或许收集跟惯导轨道比较类似的路进行校准，收集比较精确的GPS信息或许与惯导轨道比较类似的路，能精确的供给车辆的方位。

前面看到惯导的运动联系，除了运动联系，咱们运用了用户的行为联系来前进定位才能，什么意思？相当于图1假如是一个用户，常常路过的路口，有路途A和路途B，在路口邻近，定位模块不能很快区别出来车辆定位在A仍是B上，用户实践走的是B，可是定位模块在邻近的时分或许会匹配在路A上，行进一小段时刻之后会到路B上，会有少时刻的跳动，用户体会欠好，咱们可以获取用户的轨道，然后很清楚的知道在这个路口，这个用户是从路B上行进的。针对这个用户进行猜测定位图纸，当用户再次走到这儿的时分，车辆在邻近会定位在路B上，前进用户体会。

别的，AR导航是ADAS年代重要运用场景，首要看看AR导航自身的价值，车主开车的时分会有一个痛点，假如想观察地图信息的时分不得不将视野从路面移开，AR导航的优势是依然能看到车前方的路面信息，防止视野的分裂。增强实践的办法，呈现在路面上，削减图画的本钱，数据传递愈加高校，从功用来看，AR导航能为用户供给丰厚的车道引导信息，能将ADAS预警信息与图画结合起来，能前进车辆行进安全性。在未来，也可以经过后商场运营的办法，将信息推荐给用户，假如说在车前方，依据用户之前的习气，那个当地有一个用户常常去的品牌店，将这些信息直接在AR导航上推送给用户。

后边看看惯导在AR导航上的价值，如图是美行AR导航的试点，咱们想看到这是车道坚持功用，这是车道换线功用，用到车道的定位才能。这是高速上提示用户下高速，这是运用惯导和车道定位，为用户供给车道违背预警。这是车辆磕碰预警，惯导在AR导航的价值为AR导航愈加安稳，左面的图没有运用惯导定位，所以引导的画面会左右晃动，右侧的图是运用了惯导，画面更好，惯导在咱们前面的介绍，方位精准，在必定的时刻内，惯导方位差错和视点差错十分小，所以能为AR导航供给安稳的根底方位，AR导航运用惯导，能引导信息和画面贴合更好，防止画面的晃动。

惯导和车道级定位，能让AR导航的体现作用更好，左面是没有运用车道级惯导定位，右侧是运用惯导和车道级定位，能提示愈加实在。在AR导航中运用惯导和车道级定位，可以让引导提示与实践愈加符合，防止呈现问题。

总结来说，惯导定位是自动驾驶的中心之一，咱们也以为多元交融定位技能是定位技能的未来，美行作为车载职业成员之一，作为定位职业之一，以更敞开的心态与各位进行协作，一起推进定位技能的前进，乐意与咱们有更多的沟通和观念磕碰，谢谢咱们。