导航与高精地图制作 课件 任务3-3高精地图数据采集

导航与高精地图制作高精地图数据采集主讲教师：Navigationandhigh-precisionmapproductionNavigationandhigh-precisionmapproduction导航与高精地图制作12高精地图数据的采集方式高精地图数据的采集设备

数据采集是使用采集设备对外部环境、道路的数据进行采集。目前行业主流两种方式：专业采集与众包采集。1.高精地图数据的采集方式Navigationandhigh-precisionmapproduction导航与高精地图制作1.高精地图数据的采集方式专业采集采集车会预先安装好多种传感器，如激光雷达、摄像头、惯性测量单元和定位设备等，根据采集场景不同搭载不同型号的传感器设备。Navigationandhigh-precisionmapproduction导航与高精地图制作专业采集优缺点优势劣势1）精度高：通过专业的采集设备与成熟的制图工艺流程相配合制作出的地图可达到厘米级精度，能够满足不同等级自动驾驶技术对高精度地图的精度要求；2）适应性强：不同场景、不同等级的自动驾驶技术方案各有不同，矿山、园区等场景在地图测绘时会采用不同的方案，主要体现在采集车搭配不同的传感器，以满足定制化的需求3）技术成熟：专业采集技术经过多年的技术积累，形成了相对成熟的流程，在质量控制方面具有较成熟的经验，可以很好地满足高精地图制作需求1）成本高：采集车搭载了激光雷达等昂贵设备，一台采集车成本高达上百万；2）数据量大：由于采集的地图要素多且精细，对存储容量和传输宽带要求极高；3）专业人员需求：外业采集人员需要具备极强的专业知识和实践经验，在后续制图过程中也需要大量内业人员处理；4）鲜度维系不易：专业采集受制于采集车的使用频率与地图的制作工艺，数据鲜度的维持变得愈发重要且不易。Navigationandhigh-precisionmapproduction导航与高精地图制作1.高精地图数据的采集方式众包采集是把地图更新的任务交给道路上行驶的大量非专业采集车辆，利用车载传感器实时监测环境变化，并与高精度地图进行比对，当发现道路变化时，将数据上传至云平台，再下发更新给其他车辆，从而实现地图数据的快速更新。Navigationandhigh-precisionmapproduction导航与高精地图制作1.高精地图数据的采集方式优势劣势1.相对成本较低；2.数据来源非常丰富、实时性好；3.是实时更新的低成本和可量产化的方案。1.传感器数据来源和标准不一；2.精度不够；3.技术门槛高。众包采集优缺点Navigationandhigh-precisionmapproduction导航与高精地图制作2.高精地图采集过程中需要用到的传感器地图采集传感器主要有GPS、IMU、轮速计等。Navigationandhigh-precisionmapproduction导航与高精地图制作2.高精地图采集过程中需要用到的传感器（1）GNSS全球导航卫星系统(globalnavigationsatellitesystem，GNSS)是一种以人造地球卫星为基础的高精度无线电导航的定位系统。它在全球任何地方以及近地空间都能够提供准确的地理位置、车行速度及精确的时间信息。Navigationandhigh-precisionmapproduction导航与高精地图制作2.高精地图采集过程中需要用到的传感器GNSS工作原理确定四颗或者更多卫星的位置并计算出GPS接收设备与每颗卫星之间的距离，然后用这些信息使用三维空间的三边测量法推算出自己的位置。要使用距离信息进行定位，接收机还必须知道卫星的确切位置。GPS接收机储存有星历，其作用是告诉接收机每颗卫星在各个时刻的位置。Navigationandhigh-precisionmapproduction导航与高精地图制作2.高精地图采集过程中需要用到的传感器载波相位差分技术原理Navigationandhigh-precisionmapproduction导航与高精地图制作2.高精地图采集过程中需要用到的传感器载波相位差分技术原理Navigationandhigh-precisionmapproduction导航与高精地图制作载波相位差分技术是能够实时得到厘米级定位精度的测量方法，它能实时提供观测点的三维坐标，并达到厘米级的高精度。与伪距差分原理相同，由基准站通过数据链实时将其载波观测量及站坐标信息一同传送给用户站，用户站接收GPS卫星的载波相位与来自基准站的载波相位，并组成相位差分观测值进行实时处理，能实时给出厘米级的定位结果。2.高精地图采集过程中需要用到的传感器（2）IMUIMU全称InertialMeasurementUnit，惯性测量单元，主要用来检测和测量加速度与旋转运动的传感器。Navigationandhigh-precisionmapproduction导航与高精地图制作2.高精地图采集过程中需要用到的传感器（2）IMUIMU全称InertialMeasurementUnit，惯性测量单元，主要用来检测和测量加速度与旋转运动的传感器。一般使用6轴运动处理组件，包含了3轴加速度计和3轴陀螺仪。加速度传感器是力传感器，用来检查上下左右前后哪几个面都受了多少力(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，检测每个角上的加速度。Navigationandhigh-precisionmapproduction导航与高精地图制作2.高精地图采集过程中需要用到的传感器（2）IMU黄金搭档Navigationandhigh-precisionmapproduction导航与高精地图制作2.高精地图采集过程中需要用到的传感器（3）轮速计通过轮测距器推算出无人车的位置。汽车的前轮通常安装了轮测距器，分别会记录左轮与右轮的总转数。通过分析每个时间段里左右轮的转数，可以推算出车辆向前走了多远，向左右转了多少度等。Navigationandhigh-precisionmapproduction导航与高精地图制