自動駕駛汽車作為道路交通體系的一員,首先要能做到的就是先判斷周邊是否有障礙物,自身的行駛是否會對其他交通參與成員產生危險。這就需要所謂的定位導航。

為什麼說慣性導航裝置是自動駕駛系統在定位領域的最後一道安全防線,而不是其它技術呢?主要原因有三個。第一,慣性導航對相對和絕對位置的推演沒有任何外部依賴,是一個類似於黑匣子的完備系統;相比而言,基於GPS的絕對定位依賴於衛星信號的覆蓋效果,基於高精地圖的絕對定位依賴於感知的質量和演算法的性能,而感知的質量與天氣有關,都有一定的不確定性。第二,同樣是由於慣性導航不需要任何外部信號,它可以被安裝在汽車底盤等不外露的區域,可以對抗外來的電子或機械攻擊;相比而言,視覺、激光和毫米波在提供相對或絕對定位時必須接收來自汽車外部的電磁波或光波信號,這樣就很容易被來自攻擊者的電磁波或強光信號幹擾而致盲,也容易被石子、刮蹭等意外情況損壞。第三,慣性導航對角速度和加速度的測量值之間本就具有一定的冗餘性,再加上輪速計和方向盤轉角等冗餘信息,使其輸出結果的置信度遠高於其它感測器提供的絕對或相對定位結果。

當然,慣性導航也有其侷限性,主要是價格昂貴。目前市面上主流的、能夠在GPS丟失後10秒內提供車道級定位的慣性導航的價格在20萬元左右且均為進口,成為除激光雷達之外,自動駕駛汽車的另一個成本瓶頸。值得欣慰的是,國內已經有初創公司致力於研發具有自主知識產權的,針對自動駕駛專用的慣性導航,有望將其成本降到1萬元以下並保持精度不變。在這個領域,深圳市易成自動駕駛技術有限公司作為國內第一家研髮針對自動駕駛專用慣性導航的企業,是這個領域的佼佼者,目前也與多家主機廠達成了訂單合作。

易成的組合定位單元EC-MU101由陀螺儀、加速劑和演算法處理單元、高精度RTK GPS和與RTK GPS通信相關的互聯網接入模塊(WiFi和LTE)組成。其最大特色在於,它可以在相對定位失效時,對相對定位的結果進行航跡推演,在一段時間內保持相對定位的精度;例如,在車道線識別模塊失效時,利用失效之前感知到的道路信息和慣性導航裝置對汽車航跡的推演,仍然能夠讓汽車繼續在車道內行駛,這對於功能單元的失效分析和防護體系非常重要。

今年的產品中加入視覺和激光雷達的SLAM技術,並且預留足夠的介面。那麼這樣就構成了一個比較完善的自動駕駛組合定位方案。這樣的方案可以支持低速和高速的自動駕駛應用場景,在功能退出等過程中提供車道級定位。


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