自动驾驶汽车高精定位导航技术路线分析.pdf

自动驾驶汽车作为未来交通领域的重要组成部分，其核心技术之一便是高精度的定位导航系统。本篇技术路线分析报告详细探讨了自动驾驶汽车对高精定位导航系统的需求以及目前主流技术路线的原理和特点。 自动驾驶汽车对定位系统的基本需求体现在其必须实时、稳定地输出关于车辆位置及速度等关键信息。这些信息包括车辆的经纬度、航向角、速度、俯仰角等，且更新频率要求极高，达到每秒更新数十至百次的频率，以确保在高速行驶时的安全性。 定位系统的精度对于自动驾驶汽车的安全行驶至关重要。例如，车辆在高速行驶时，若定位信息更新不及时，可能会导致超出车道线，发生碰撞等危险。因此，定位系统必须以足够的精度和频率更新，以保证车辆能够做出准确的行为决策和安全行驶。 在传统定位导航系统中，包括卫星定位导航（如GPS系统）、无线电导航、惯性导航、移动基站定位等，均无法同时满足自动驾驶对定位精度和更新频率的高要求。特别是卫星定位系统存在信号遮挡和定位误差随时间积累的问题，而惯性导航系统则存在难以长时间保持高精度的局限。 考虑到这些挑战，目前的高精定位技术路线主要有三种：基于卫星定位系统和捷联惯导系统的组合定位技术、基于激光雷达点云与高精地图匹配的定位技术，以及基于计算机视觉里程算法的定位技术。 1. 卫星定位和捷联惯导组合定位技术：将卫星定位系统和捷联惯性导航系统（INS）结合起来，利用卫星系统提供位置的初始估计，然后通过惯导系统进行实时微调，以校正卫星信号遮挡和积累误差问题。这种技术可以提高定位精度和可靠性。 2. 基于激光雷达点云和高精地图匹配的定位技术：利用激光雷达（LiDAR）扫描得到的点云数据与预先存储的高精度地图进行匹配，通过比对实现精确定位。这种技术对环境的感知能力强，但对硬件和数据处理要求较高。 3. 基于计算机视觉里程算法的定位技术：通过车载摄像头获取图像，结合里程计和视觉里程算法来估算车辆的位置变化。这种方法依赖于图像处理和模式识别算法的准确性，对于复杂场景的适应性更好。 报告还指出，在实现自动驾驶功能时，需要考虑车辆的最高设计车速。例如，客车的最高设计车速不得超过120km/h，而自动驾驶乘用车的最高车速通常也不宜超过100km/h。车速的限制直接关联到定位系统的实时性和准确性要求，因为随着车速的增加，对于定位信息更新频率和定位精度的要求也会相应提高。 在自动驾驶汽车中，高精定位导航技术不仅仅是提供方向和位置信息，它还与障碍物检测与碰撞避让、智能车速控制、路径规划及行为决策等方面密切相关，对于自动驾驶汽车的整体性能和安全性起到至关重要的作用。 此外，报告作者赵佳指出，要实现汽车自动驾驶功能，必须采用高精度的定位导航技术，同时要求相关技术研究者关注当前技术水平与车辆限速要求，研究高精定位导航技术在自动驾驶汽车应用中的优势和不足，以促进自动驾驶汽车技术的发展。 自动驾驶汽车的高精定位导航技术路线分析涉及了对定位系统性能的要求、不同技术路线的原理与特点，以及实现这些技术路线所面临的挑战和限制条件。这为自动驾驶汽车技术的研究和开发提供了重要的理论和实践指导。