使用高清地圖數(shù)據(jù)的高度自動駕駛系統(tǒng)的一個主要先決條件是了解車輛的位置。該位置需要具有比單獨使用 GNSS 傳感器所能達到的更高的精度。因此，可以使用陀螺儀或里程表等各種其他傳感器系統(tǒng)來增強位置估計。本文描述了一個系統(tǒng)使用另一個輸入ADASISv3地圖數(shù)據(jù)來改進定位。地圖數(shù)據(jù)從地圖數(shù)據(jù)庫接收，然后與來自攝像系統(tǒng)的交通標(biāo)志測量值進行比較。

比較結(jié)果用于提高車輛的位置。該系統(tǒng)已在實際情況下使用測試車輛進行了評估。貢獻中包含對方案和測試結(jié)果的描述。

介紹

在不久的將來，自動駕駛功能將在越來越多的車輛中成為現(xiàn)實?；A(chǔ)功能包括感知車輛及其周圍環(huán)境的傳感器系統(tǒng)、遵循系統(tǒng)目標(biāo)的決策模塊以及執(zhí)行決策的執(zhí)行器（見圖 1）。這種所謂的感知-計劃-行動［1］路徑構(gòu)成了許多現(xiàn)代自動駕駛架構(gòu)的基礎(chǔ)。

感知部分將使用各種各樣的傳感器。除了環(huán)境感知傳感器（例如激光雷達，雷達，攝像頭）外，內(nèi)感受傳感器（例如車輪滴答聲，陀螺儀）和定位傳感器（例如GPS）還用于評估自動駕駛汽車的整體情況。這三個傳感器類別中的每一個都支持計算高度自動駕駛（HAD）系統(tǒng)的位置和自我運動信息。這些信息簡化了感知和決策模塊中的許多算法。但是，沒有單個傳感器可以在高頻下提供高精度的安全額定位置來支持系統(tǒng)的決策或環(huán)境感知單元。如果系統(tǒng)需要全局位置與全局框架中的其他車輛相關(guān)聯(lián)或與全球地圖數(shù)據(jù)匹配，則情況甚至?xí)兊酶訌?fù)雜。

因此，基于多個傳感器輸入在HAD系統(tǒng)中提供高精度安全額定位置的軟件組件對于滿足HAD應(yīng)用的需求至關(guān)重要。一種可能性是添加第四種類型的“傳感器”：高清（HD）地圖。該數(shù)據(jù)包含地標(biāo)信息（例如交通標(biāo)志、桿子），這些信息可以通過攝像頭或其他外部傳感器檢測到，并為全局位置與其他數(shù)據(jù)融合提供第二個來源。

系統(tǒng)上下文

整個系統(tǒng)由三個不同的處理組件組成。數(shù)據(jù)處理從接收和提供車輛內(nèi)的地圖數(shù)據(jù)開始。這些數(shù)據(jù)通過在線連接接收，也可以存儲在本地硬盤驅(qū)動器上。但是，由于 HAD 地圖數(shù)據(jù)需要是最新的，因此在線案例更有可能。所有主要的地圖提供商（例如TomTom）都提供這種可能性，并通過網(wǎng)絡(luò)提供有關(guān)地標(biāo)的信息。接收后，數(shù)據(jù)以標(biāo)準(zhǔn)化電子地平線格式ADASISv3提供（見第3節(jié)）。由于可能還有其他系統(tǒng)也接收ADASISv3數(shù)據(jù)流，因此每個系統(tǒng)都需要自己的ADASISv3重構(gòu)器來提供易于訪問的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包含電子地平線樹的所有信息，包括該系統(tǒng)所需的地標(biāo)。然后，基于地標(biāo)的定位組件（LbL）訪問地標(biāo)并從攝像系統(tǒng)接收外部感知信息。在成功匹配的情況下，LbL為第三個組件提供絕對位置更新。定位模塊將傳統(tǒng)的傳感器輸入（例如陀螺儀、里程表、GNSS）與 LbL 相結(jié)合，為所有 HAD 系統(tǒng)組件提供單一真實定位信息來源。

ADASIS v3 格式的地圖數(shù)據(jù)

向自動駕駛汽車提供地圖數(shù)據(jù)是改善駕駛行為和簡化算法設(shè)計的關(guān)鍵因素之一。ADASIS 論壇指定了用于序列化和描述 ADAS 應(yīng)用的地圖數(shù)據(jù)的描述格式。ADASISv2格式已在業(yè)界廣泛用于當(dāng)前最先進的ADAS系統(tǒng)。但是，此 v2 格式僅關(guān)注 SAE L0-L2 系統(tǒng)。它不提供車道準(zhǔn)確的地圖信息，并且缺少僅需要更高自動化水平所需的各種信息。

ADASISv3 提供程序接收地圖數(shù)據(jù)和位置。然后，它構(gòu)建一個電子地平線（eHorizon），描述車輛即將到來的道路網(wǎng)絡(luò)。此 eHorizon 包含所有必要的信息。ADASISv3標(biāo)準(zhǔn)將eHorizon描述為一條或多條路徑。這些路徑包含有關(guān)可用通道、與其他路徑的互連以及所謂的配置文件的信息。這些配置文件包含有關(guān)路徑的各種不同元素的信息。這從單個事件配置文件（例如交通標(biāo)志）開始，在連接到區(qū)域的斜坡上，直到連接到路徑的速度限制。然后，該ADASISv3 eHorizon被序列化，并通過車輛網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到所有ADAS ECU進行處理。此轉(zhuǎn)移只需一步即可完成。但是，更常見的是增量傳輸。這使提供商只能將更新傳輸?shù)紼CU。

ADASISv3標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)定義了許多配置文件。但是，也可以擴展自定義配置文件設(shè)置的配置文件。這些配置文件包含特定于客戶的信息。對于本文中描述的系統(tǒng)，EB通過包含里程碑信息的配置文件擴展了ADASISv3標(biāo)準(zhǔn)。展示使用從高清地圖接收的交通標(biāo)志及其地理位置。

基于地標(biāo)的本地化

首先，系統(tǒng)檢測適合本地化的交通標(biāo)志。這些交通標(biāo)志不僅需要檢測，還需要相對于車輛進行定位。批量生產(chǎn)的通用交通標(biāo)志檢測系統(tǒng)可能無法提供此數(shù)據(jù)，或者可能不如 LbL 所需的準(zhǔn)確。檢測到交通標(biāo)志后，系統(tǒng)將嘗試在高清地圖中查找交通標(biāo)志。此查找根據(jù)車輛的當(dāng)前位置而受到限制。當(dāng)交通標(biāo)志被重新定位、更改、移除或新放置時，此查找可能會導(dǎo)致不同的結(jié)果：

交通標(biāo)志已找到且沒有歧義。

發(fā)現(xiàn)多個交通標(biāo)志，無法確定檢測到哪個標(biāo)志。

在地圖數(shù)據(jù)庫中找不到任何符號。

情況 1 是使系統(tǒng)能夠在鏈中繼續(xù)運行的情況。案例 2 和案例 3 導(dǎo)致交通標(biāo)志檢測不可用。

增量位置計算是 LbL 的主要步驟。為了在之后更新位置，LbL需要計算位置偏移和測量的估計精度。此計算的基本假設(shè)是測量值 M 和地圖數(shù)據(jù) L 的地標(biāo)位置都是正確的。需要使用車輛的自我位置 E 將測量值從傳感器坐標(biāo)系傳輸?shù)饺治恢茫?/p>

Mego = RotateZ（M+E）

之后，LbL 可以通過減去 M 和 L 來計算增量位置 ΔP：

ΔP = M – L

結(jié)果第二部分的計算基于高斯誤差傳播。然后將結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)到倉位更新。流程鏈現(xiàn)在再次啟動。

審核編輯：郭婷