《智能网联汽车技术（第2版）》项目4

智能网联汽车技术（第2版）主讲教师：导航定位技术项目4项目导读智能网联汽车的导航定位技术是指通过全球导航卫星系统、惯性导航系统、高精度地图等，获取智能网联汽车的位置和航向信息。要实现智能网联汽车的自动驾驶功能，离不开车辆的高精度定位和导航。本项目主要介绍GPS、BDS、惯性导航系统的特点、组成和定位原理，以及高精度地图的基础知识和制作流程等。达成目标

知识目标1．掌握全球定位系统、北斗卫星导航系统、惯性导航系统的特点、组成和定位原理。2．掌握高精度地图的基础知识、制作流程。

技能目标1．能构建高精度定位系统和高精度地图的知识体系。2．能正确检查智能网联汽车车载导航系统的功能。

素质目标1．养成团结协作、认真负责的职业素养。2．弘扬精益求精、追求卓越的工匠精神。项目导航认识高精度定位系统认识高精度地图任务4.2任务4.1

认识高精度定位系统任务4.1任务引入2021年是中国共产党成立100周年，也是“十四五”规划开局之年。“十四五”时期是建设交通强国开局和起步的重要阶段，中国移动作为通信运营商中交通强国唯一试点单位，正开足马力，全力开展5G智能交通信息基础设施建设。2020年，中国移动发布了全球最大的5G+北斗高精度定位系统，并启动了国家5G新基建车路协同项目。中国移动上海产业研究院依托高精度定位系统，致力于打造国内领先的通导融合、天地一体时空基础设施，打造多场景应用，推进高精度定位与千行百业深度融合。任务引入任务内容认识高精度定位系统学习程度识记理解应用学习任务GPS●

BDS●惯性导航系统●实训任务认识高精度定位系统●自我勉励本任务要求同学掌握GPS、BDS、惯性导航系统等的特点、组成、定位原理，知识与技能要求如下表所示。任务工单——认识高精度定位系统任务描述收集高精度定位系统相关资料，对资料内容进行学习和讨论，并根据所学知识对车载GPS进行安装与检查。学生领取任务工单，并进行分组（详见教材）相关知识智能网联汽车的导航定位示意图通过高精度定位系统，智能网联汽车能够准确感知自身在全局环境中的位置，并能够与环境有机结合起来，准确感知汽车所要行驶的方向和路径等信息。常用的高精度定位系统有全球导航卫星系统和惯性导航系统。相关知识其中，全球导航卫星系统（GNSS）是能在地球表面或近地空间的任何地点为用户提供全天候的三维位置、速度和时间信息的空基无线电导航定位系统。目前，智能网联汽车常用的全球导航卫星系统有下面两种。GPSBDS相关知识4.1.1GPSGPS是美国国防部建设的基于卫星的高精度无线电导航定位系统。美国从20世纪70年代初开始研制GPS，历时20余年，耗资200多亿美元，于1994年全面建成运行。GPS以其全天候、高精度、自动化、高效益等特点成功应用于测绘、资源勘探、环境保护、农林牧渔、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、地球动力学等领域。相关知识4.1.1GPS全球全天候定位，定位精度高测站之间无须通视(1)(2)GPS覆盖范围广，可满足位于全球任何地方或近地空间的用户对全天候连续、精确地确定三维位置、速度和时间的需要。GPS不要求测站之间相互通视，只要求测站上空开阔，可节省大量造标费用。此外，测站的点位置无特殊要求，使得选点工作灵活，可有效地降低测量成本。优点1．GPS的特点相关知识4.1.1GPS1．GPS的特点缺点（1）GPS的更新频率低，通常只有10Hz，当车辆在快速行驶时，GPS不能实时提供准确的位置信息。（2）GPS开放的民用精度通常为10m左右，不能满足4级和5级驾驶自动化对定位的要求。（3）受建筑物、树木遮挡后，GPS定位精度严重降低，甚至无法提供定位信息。相关知识4.1.1GPS2．GPS的组成GPS主要组成空间部分、地面监控部分用户设备部分相关知识4.1.1GPSGPS卫星分布GPS的空间部分由分布在6个地球椭圆轨道平面上的24颗卫星组成，其中包括21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星。如图所示，轨道倾角为55°，每个轨道面上都有4颗卫星，它们在距离地球20200km的高空进行监测。这些卫星每12h环绕地球一圈，在地球上的任何地方、任何时间都可以观测到4颗以上的卫星。每个工作卫星都发出导航定位信号，用户可利用这些信号来进行工作。1）空间部分相关知识4.1.1GPS监测站将取得的卫星观测数据进行初步处理后，传送到主控站。主控站拥有许多以计算机为主体的设备，这些设备用于数据收集、计算、传输和诊断等，并编制导航定位指令发送到注入站，用于调整卫星运行姿态，纠正卫星轨道偏差，进行卫星轨道和时钟校正参数计算。注入站将主控站送来的控制指令通过S波段发送至飞过其上空的卫星。2）地面监控部分1个主控站5个监测站3个注入站相关知识4.1.1GPSGPS接收机的功能主要是接收、追踪、放大卫星发射的信号，获取定位的观测值，提取导航电文中的广播星历及卫星时钟修正参数等。GPS数据处理软件的功能主要是对GPS接收机获取的卫星测量数据进行预处理，并对处理结果进行平差计算、坐标旋转和分析综合处理，得到用户的三维位置、速度、时间等信息。3）用户设备部分GPS接收机GPS数据处理软件相应的用户设备（如计算机）相关知识4.1.1GPS3．GPS的定位原理扫一扫观看“GPS”GPS卫星在空中连续发送带有时间和位置信息的无线电信号，用户设备接收这些信息后，经过计算可求出GPS接收机的三维位置、三维方向、运动速度和时间信息。GPS采用三角定位原理，以GPS接收机测量无线电信号的传输时间来测量距离。GPS由每颗卫星的所在位置，测量GPS接收机到每颗卫星的距离，便可以算出GPS接收机所在位置的三维空间坐标值。只要利用GPS接收机接收三颗卫星的信号，就可以确定用户设备所在的位置相关知识4.1.1GPS（1）首先测量GPS接收机到第一颗卫星的距离l1，把当前可能的位置范围限定在距离第一颗卫星l1的地球表面。（2）然后测量GPS接收机到第二颗卫星的距离l2，进一步把当前位置范围限定在距离第一颗卫星l1和距离第二颗卫星l2的交叉区域内。（3）最后测量GPS接收机到第三颗卫星的距离l3，确定距离第一颗卫星l1、距离第二颗卫星l2、距离第三颗卫星l3的三个区域的交汇点，通过交汇点定位出当前的位置。三角定位的具体工作原理如下相关知识4.1.1GPS四颗卫星定位的原理在实际应用中，GPS接收机一般利用四颗及以上卫星接收信号，来定位用户设备所在的位置和高度。相关知识4.1.1GPS4．车载GPS的功能车载GPS通过接收卫星信号，能够准确定位车辆所在的位置，误差保持在10m以内。1）车辆定位功能利用车载GPS和电子地图可以实时显示跟踪目标（车辆）的实际位置，并可进行放大、缩小、还原或换图等操作；电子地图可以随跟踪目标移动，使跟踪目标始终保持在显示屏幕上，还可实现多窗口、多车辆、多屏幕同时跟踪。利用该功能可对重要车辆和货物进行跟踪。2）车辆跟踪功能相关知识4.1.1GPS4．车载GPS的功能车载GPS可提供自动线路规划和人工线路设计等辅助功能。自动线路规划是由驾驶员确定起点和目的地，由计算机软件按要求自动设计最佳行驶线路。人工线路设计是由驾驶员根据自己的目的地设计起点和途经点等，自动建立线路库。线路规划、设计完毕后，显示器能够在电子地图上显示设计的线路，并同时显示汽车运行路径和运行方法，以实现导航功能。3）提供出行线路和导航功能相关知识4.1.1GPS4．车载GPS的功能车载GPS可以为用户提供主要物标，如旅游景点、宾馆、医院、商场等数据库，用户能够在电子地图上查看这些物标的位置。同时，监控中心可以利用监控台对区域内任意目标的位置进行查询。4）信息查询功能指挥中心可以监控区域内的车辆，对被监控车辆进行合理调度。指挥中心也可随时与被监控车辆通话，实行管理。5）话务指挥功能通过GPS定位和监控管理系统，可以对遇有险情或发生事故的车辆进行紧急援助。监控台的电子地图可显示求助信息和报警目标，并规划出最优援助方案。6）紧急援助功能相关知识4.1.1GPS5．差分全球定位系统DGPS基准站数据传输设备移动站为了提高GPS的定位精度，可以采用差分全球定位系统（DGPS）进行车辆的定位。DGPS在GPS的基础上，利用差分定位技术，使用户能够从GPS系统中获得更高的精度。相关知识4.1.1GPS位置差分伪距差分载波相位差分DGPS是把一台GPS接收机放在已精确测定的位置点，作为基准站。该基准站将通过卫星信号测量或计算所得的信息与存储的信息进行比对，得出定位差值，进而得到位置的校正量。基准站将测算到的校正量发送给范围内的移动站（即用户设备），从而大大提高移动站的定位精准度。根据校正参量的不同，差分定位技术可分为三种。DGPS相关知识4.1.1GPS01位置差分一种简单的差分定位技术，适用于所有GPS接收机。安装在基准站上的GPS接收机观测四颗卫星后便可进行三维定位，解算出基准站的坐标。由于存在着轨道误差、时钟误差、SA（选择可用性）影响、大气影响、多径效应和其他误差，计算出的坐标与基准站的已知坐标是不一样的，存在误差。基准站将计算出的坐标与已知坐标进行比对，得出计算所得坐标的校正量。基准站将校正量实时发送至范围内的全部移动站，移动站通过该校正量对自身计算所得坐标进行校正，可以得到更为精准的定位信息。相关知识4.1.1GPS02伪距差分用途较广的一种差分定位技术，几乎所有的商用DGPS均采用这种技术。伪距差分利用基准站已知坐标和卫星星历计算出基准站与卫星之间的计算距离，并将计算距离与观测距离之差作为校正量，发送给移动站，移动站利用此校正量来校正测量的伪距。最后用户利用校正后的伪距来计算自身的位置，消除公共误差，提高定位精度。相关知识4.1.1GPS03载波相位差分载波相位差分又称RTK（realtimekinematic，实时动态）技术其原理与伪距差分的原理基本相同由基准站通过数据链实时将基准站载波观测量及基准站坐标信息一同发送给移动站。移动站接收GPS卫星的载波相位与来自基准站的载波相位，组成相位差分观测值并进行实时处理，能实时给出厘米级的定位结果。相关知识4.1.1GPS实现载波相位差分的方法有修正法和差分法两种。前者的原理与伪距差分的原理相同，基准站将载波相位修正量发送给移动站，以修正其载波相位，然后解算坐标；后者将基准站采集的载波相位发送给移动站，移动站进行求差并解算坐标。前者为准RTK技术，后者为真正的RTK技术。小贴士相关知识4.1.2BDSBDS是中国自行研制开发的全球卫星定位与通信系统，其定位原理与GPS的定位原理相同，可在全球范围内全天候、全天时为全球用户提供高精度、高可靠性的定位、导航、授时服务。随着BDS建设和服务能力的发展，其相关产品已广泛应用于交通运输、海洋渔业、水文监测、气象预报、地理信息测绘、森林防火、时统通信、电力调度、救灾减灾、应急搜救等领域，为全球经济和社会发展注入了新的活力。北斗卫星导航系统相关知识4.1.2BDS视野拓展BDS的标志由正圆形、写意的太极阴阳鱼、北斗星群、司南、网格化地球和中英文文字等要素组成。圆形构型象征中国传统文化中的“圆满”，深蓝色的太空和浅蓝色的地球代表航天事业。太极阴阳鱼蕴含了中国传统文化。北斗星群是自远古时起人们用来辨识方位的重要依据，司南是中国古代发明的世界上最早的导航装置，两者结合既彰显了中国古代科学技术成就，又象征着卫星导航系统星地一体，为人们提供定位、导航、授时服务的行业特点，同时还寓意着中国自主卫星导航系统的名字——北斗。网格化地球和中英文文字代表了BDS开放兼容、服务全球的特性。相关知识4.1.2BDS123BDS采用三种轨道卫星组成的混合星座，与其他卫星导航系统相比，其高轨卫星更多，抗遮挡能力更强，尤其在低纬度地区其性能优势更明显。能提供多个频点的导航信号，能够通过组合使用多频信号等方式提高服务精度。创新融合了导航与通信功能，具备多种服务功能。1．BDS的特点相关知识4.1.2BDS2．BDS的组成BDS由三部分组成:空间段地面段用户段BDS（处理图片中的文字）相关知识4.1.2BDS2．BDS的组成北斗卫星分布（1）空间段由若干地球静止轨道（GEO）卫星、倾斜地球同步轨道（IGSO）卫星和中圆地球轨道（MEO）卫星组成。（2）地面段包括主控站、时间同步/注入站、监测站等若干个地面站，以及星间链路运行管理设施。（3）用户段包括北斗兼容其他卫星导航系统的芯片、模块、天线等基础产品，以及终端产品、应用系统与应用服务等。相关知识4.1.2BDS3．BDS的服务功能扫一扫观看“BDS”定位、导航、授时

定位是导航的基础，导航是定位的应用。定位是“告诉你在哪”，导航是“告诉你如何从现在所处的位置去你想去的地方”。授时是给出准确的时间，BDS授时的精度为20～100ns。短报文通信短报文通信功能是指卫星定位终端和北斗卫星或北斗地面服务站之间能够直接通过卫星信号进行双向信息传递。BDS具备导航定位和通信数传两大功能，可提供以下6种服务相关知识4.1.2BDS3．BDS的服务功能国际搜救BDS的6颗MEO卫星上安装有搜救载荷，可以与其他全球卫星搜救系统一起，为全球用户提供搜救服务。这项服务是按国际卫星标准，与其他国际卫星搜救系统联合开展的一项免费公益性服务，主要用于水上、陆地、空中遇险目标的定位和救援。星基增强北斗星基增强系统也称广域差分增强系统，它通过GEO卫星搭载卫星导航增强信号转发器，可以向用户播发星历误差、卫星钟差、电离层延迟等多种修正信息，实现对原有卫星导航系统定位精度的改进。相关知识4.1.2BDS3．BDS的服务功能地基增强北斗地基增强系统是一套可以使北斗定位精度达到厘米级的系统，它具备为用户提供广域实时米级、分米级、厘米级和后处理毫米级定位精度的能力。精密单点定位精密单点定位是利用单台双频GNSS接收机，基于载波相位观测值、国际GNSS服务组织IGS提供的卫星轨道和时钟差，进行单点定位的技术。相关知识4.1.2BDS视野拓展中国BDS的“前世今生”（1）灯塔计划，点亮北斗希望之灯。早在20世纪60年代，“两弹一星”先驱们便开始在卫星导航领域艰辛探索。这项具有开创意义的重大工程称为“灯塔计划”。但不幸的是，因技术方向转型、财力有限等原因，这座“灯塔”还未被点亮，就被取消了发射任务。虽然计划中的“灯塔一号”没有走向它的太空泊位，但它却如同黑夜中的一盏明灯，为我国积累了宝贵的工程经验。（2）双星定位，孕育北斗的摇篮。继“灯塔计划”后，1983年，以陈芳允院士为代表的专家学者立足国情，提出“双星定位”理论，即利用两颗同步定点卫星进行导航定位。……（详见教材）相关知识4.1.3惯性导航系统惯性导航系统（INS）是一种利用惯性传感器测量运动载体的角速度信息，并结合给定的初始条件实时推算运动载体的位置、速度、姿态角等参数的自主式导航系统。惯性导航系统属于推算导航方式，即从已知点的位置根据连续测得的运动载体航向角和速度推算出其下一点的位置，因而可连续跟踪运动载体的实时位置。相关知识4.1.3惯性导航系统1．惯性导航系统的特点(2)(4)（1）(3)可全天候在全球任何地点工作。数据更新率高，短期精度和稳定性好。不依赖外部信息，也不向外部辐射能量，隐蔽性好，不受外界电磁干扰。能提供位置、速度、航向和姿态角数据，所产生的导航信息连续性好、噪声低。优点相关知识4.1.3惯性导航系统1．惯性导航系统的特点(2)(4)（1）(3)每次使用前需要较长的初始对准时间。不能给出时间信息。定位误差随时间的延长而增大，长期精度差。设备价格较昂贵。缺点相关知识4.1.3惯性导航系统2．惯性导航系统的组成惯性导航系统惯性导航系统通常由陀螺仪、加速度计、计算机、显示器等组成，如图所示。惯性导航系统中的陀螺仪用来形成一个导航坐标系，使加速度计的测量轴稳定在该坐标系中，并给出航向和姿态角；加速度计用来测量运动载体的加速度，经过对时间的一次积分可得到运动载体的速度，再经过对时间的一次积分即可得到运动载体的行驶距离。相关知识4.1.3惯性导航系统3．惯性导航系统的工作原理惯性导航系统主要采用加速度计和陀螺仪来测量运动载体的参数。加速度计和陀螺仪结合就是惯性测量单元（IMU）。惯性导航系统可以看成是IMU与软件的结合，IMU通过内置的微处理器，能够以高频率输出实时的高精度位置、速度、航向和姿态角等信息。相关知识4.1.3惯性导航系统3．惯性导航系统的工作原理惯性导航系统的工作原理

惯性导航系统的基本工作原理是以牛顿力学定律为基础，通过测量运动载体在惯性参考系中的加速度和角加速度，经积分运算求得运动载体的速度、位置和角速度信息，然后将这些信息变换到导航坐标系中，得到在导航坐标系中的速度、位置、姿态角等信息。相关知识4.1.3惯性导航系统4．惯性导航系统在智能网联汽车中的应用惯性导航系统是智能网联汽车领域不可或缺的关键技术。关键技术在车辆行驶过程中，惯性导航系统还可为车载传感器提供车辆的空间位置和姿态，以修正传感器对环境的检测，建立更加准确的环境感知。建立环境感知惯性导航系统可辅助激光雷达、视觉传感器等车载环境感知系统，获取车辆与环境的高精度位置关系。获取高精度位置目前，惯性导航系统在智能网联汽车中的应用属于起步阶段。在惯性导航系统的研究中，价格低廉、体积小、高精度、高性能的惯性传感器，将是未来一段时间的研究方向。任务实训——安装并检查车载GPS1．实训目标（1）能够正确安装车载GPS定位器终端。（2）能够按照要求检查车载GPS的功能。2．实训器材实训车辆、安装工具套装、撬板、扭矩扳手、绝缘手套、车内防护设备、功能检查工具套装。3．实训步骤实训步骤详见教材。任务实训——安装并检查车载GPS根据分工填写“任务工单——认识高精度定位系统”（详见教材）各小组成员根据自身表现情况配合指导教师完成“考核评价表”项目名称评价内容分值评价分数自评互评师评职业素养考核项目无迟到、无早退、无旷课8分仪容仪表符合规范要求8分具备良好的安全意识与责任意识10分具备良好的团队合作与交流能力8分具备较强的纪律执行能力8分保持良好的作业现场卫生8分专业能力考核项目积极参加教学活动，按时完成任务工单16分操作规范，符合作业规程16分操作熟练，工作效率高18分合计100分总评自评（20%）+互评（20%）+师评（60%）=

综合等级：

指导教师（签名）：

考核评价表课堂小结（1）GPS（2）BDS（3）惯性导航系统认识高精度地图任务4.2任务引入随着国家对智能汽车创新发展战略任务的推进，作为其关键保障技术的高精度地图在近几年已经成为测绘等多个领域的研究重点。2016年特斯拉发生多次“自动驾驶”模式下的撞车事件，使人们重新认识到了高精度地图对于保障驾驶安全的重要意义。目前人们普遍认为，实现3级及以上的驾驶自动化必须引入高精度地图。高精度地图不仅在驾驶自动化领域得到应用，未来还有可能作为数字基础设施的一部分，在智慧城市、物联网等多方面发挥作用。任务引入任务内容认识高精度地图学习程度识记理解应用学习任务高精度地图的基础知识●

高精度地图的制作流程●实训任务认识高精度地图●自我勉励本任务要求学生掌握高精度地图的基础知识和制作，知识与技能要求如下表所示。任务工单——认识高精度地图任务描述收集高精度地图的相关资料，对资料内容进行学习和讨论，分析高精度地图的行业概况和发展趋势，将分析结果制作成PPT，提交给指导教师。学生领取任务工单，并进行分组（详见教材）相关知识4.2.1高精度地图的基础知识高精度地图是指相较于普通导航电子地图而言，精度更高、数据维度更多的电子地图。精度更高体现在精度达到厘米级别，数据维度更多体现在其除包括道路信息之外，还包括与交通相关的周围静态信息。什么是高精度地图相关知识4.2.1高精度地图的基础知识

高精度地图将大量的行车辅助信息存储为结构化数据，这些信息可以分为道路数据和车道周边的固定对象两类，如图所示。01道路数据包括车道线的位置、类型、宽度、坡度、曲率等车道信息。02车道周边的固定对象包括交通标志、交通信号灯等信息，车道限高、下水道口、障碍物及其他道路细节，高架物体、防护栏、道路边缘类型、路边地标等基础设施信息。相关知识4.2.1高精度地图的基础知识精度使用对象数据维度数据的实时性作用与功能2．高精度地图与普通导航电子地图的区别高精度地图与普通导航电子地图的不同之处具体体现在以下五个方面。相关知识4.2.1高精度地图的基础知识1）精度普通导航电子地图的精度为米级。例如，商用GPS的精度为5m。高精度地图的精度为厘米级，目前高精度地图的精度一般为10～20cm。2）数据维度普通导航电子地图只记录道路级别数据，如道路形状、坡度、曲率、铺设程度、方向等。高精度地图不仅增加了车道属性相关数据，还包括高架物体、防护栏、树、道路边缘类型及路边地标等大量目标数据。此外，高精度地图能够明确区分车道线类型和路边地标等细节。相关知识4.2.1高精度地图的基础知识3）作用与功能普通导航电子地图主要用于行驶导航和地理信息查询。高精度地图通过“高精度+高动态+多维度”的数据，具有为智能网联汽车提供自变量和目标函数的功能。4）使用对象普通导航电子地图的使用者是驾驶员，有显示。高精度地图的使用者是自动驾驶系统，无显示。相关知识4.2.1高精度地图的基础知识5）数据的实时性高精度地图对数据的实时性要求更高。根据更新频率的不同，局部动态地图数据可分为4类：永久静态数据（更新频率约为1个月）、半永久静态数据（更新频率为1h）、半动态数据（更新频率为1min）、动态数据（更新频率为1s）。普通导航电子地图可能只需要永久静态数据和半永久静态数据；而高精度地图为了应对各类突发状况，保证自动驾驶的安全，需要更多的半动态数据和动态数据，这将大大提升其对数据实时性的要求。相关知识4.2.1高精度地图的基础知识视野拓展高精度地图不仅高在其厘米级的量化程度，更高在其空间抽象层次。作为自动驾驶系统的重要组成部分，高精度地图专注于自动驾驶场景的应用，让自动驾驶系统人性化地理解不断变化的现实环境，通过云端实时更新多图层高精度地图数据，为自动驾驶安全落地保驾护航。高精度地图实现了车与车、车与路、车与人之间的动态信息实时交互，并在全时空动态交通信息采集与融合的基础上开展车辆主动安全控制和道路协同管理，充分实现人、车、路的有效协同，保证交通安全，提高通行效率。在学习和工作中，我们也需要发挥协同效应，以实现共同进步。相关知识4.2.1高精度地图的基础知识3．高精度地图的作用

在智能网联汽车应用领域，高精度地图在多个方面都发挥着重要作用。高精度定位辅助环境感知规划与决策相关知识4.2.1高精度地图的基础知识高精度定位高精度定位是高精度地图有效应用的重要方向，也是自动驾驶系统自主导航、自动驾驶的重要前提。高精度地图可以提供道路中特征物（如标志牌、龙门架等）的形状、尺寸、高精度位置等语义信息。车载传感器在检测到相应特征物时，就可根据检测到的特征物信息去匹配上述语义信息，由车辆与特征物间的相对位置推算出当前车辆的高精度绝对位置信息。01相关知识4.2.1高精度地图的基础知识辅助环境感知高精度地图可对车载传感器无法探测的部分进行补充，也可进行实时状况的监测及外部信息的反馈，以辅助车辆对环境进行感知。这一点对自动驾驶非常重要。例如，当受恶劣天气影响时，可以使用高精度地图来获取当前位置精准的交通状况。02相关知识4.2.1高精度地图的基础知识规划与决策可以将高精度地图看作一种超视距传感器，它主要用于全局路径规划，并对局部路径规划做出有效辅助。对于提前规划好的最优路径，由于实时更新的交通信息，最优路径也会随时发生变化。此时高精度地图在云计算机的辅助下，能有效提供最新的路况，帮助自动驾驶系统重新规划最优路径。03相关知识4.2.2高精度地图的制作流程扫一扫观看“高精度地图的制作流程”实地采集加工后续更新相关知识4.2.1高精度地图的基础知识

1．实地采集实地采集是制作高精度地图的第一步，主要通过采集车的现场采集来完成。采集车的核心设备是激光雷达、高精度差分-惯性导航-卫星定位系统，它通过激光反射形成点云，完成对环境中各种物体的采集，并通过高精度定位系统记录行驶轨迹和环境中物体的高精度位置信息。相关知识4.2.2高精度地图的制作流程行业资讯高德地图数据采集车有ADAS高精度地图采集车和HAD高精度地图采集车两类。（1）ADAS高精度地图的精度大约为50cm，其采集车车顶安装有6个CCD摄像头。其中，5个摄像头以圆形环绕，另1个摄像头设置在顶部，每个摄像头的像素是500万。车内副驾驶的位置有用于采集数据的显示屏，机箱则在后备厢位置，用于储存和处理数据。（2）HAD高精度地图的精度大约为10cm，其采集车顶部装配了2个激光雷达（位于后方）和4个摄像头（两前两后），可满足数据采集所需要的精度。相关知识4.2.2高精度地图的制作流程采集设备越精密，采集的数据越完整，就可以更多地降低算法的不确定性。如果收集到的数据不完整，就需要更复杂的算法来补偿数据缺陷，这容易产生更大的误差。因此，实地采集所用到的设备包含多种传感器，从而保证采集数据的精确性，提高采集数据的利用率。服务采集设备摄像头IMUGPS激光雷达等多种传感器相关知识4.2.2高精度地图的制作流程01摄像头02IMU摄像头可以捕捉周围环境的静态信息，并对其中关键交通标志和路面周围关键信息进行提取，从而完成对地图的初步绘制。摄像头主要通过图像识别和处理的原理进行工作，是高精度地图信息采集的关键设备。IMU一般使用6轴运动处理组件，包含3轴加速度计和3轴陀螺仪。加速度计是力传感器，用来检查上下前后左右各个面都作用了多少力（包括重力），然后计算每个面上的加速度；陀螺仪是角速度检测仪，用来检测每个方向上的加速度。相关知识4.2.2高精度地图的制作流程04激光雷达03GPSGPS的任务是确定4颗卫星或更多卫星的位置，并计算出它与每颗卫星之间的距离，然后利用这些信息通过三维空间的三角定位原理推算出自己的位置。激光雷达先向目标物发射一束激光，然后根据接收和反射的时间间隔来确定目标物体的实际距离，再根据距离及激光发射的角度，通过简单的几何变换推导出物体的位置信息。相关知识4.2.2高精度地图的制作流程

2．加工加工是指对采集到的数据