第五章 高精度地圖和定位技術(shù)

5高精度地圖和定位技術(shù)寄語：學(xué)問是苦根上長出的甜果智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)內(nèi)

容CONTENTS高精度地圖01衛(wèi)星定位技術(shù)02*學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握高精度地圖的概念、采集與生產(chǎn)過程和應(yīng)用；了解高精度地圖國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀；掌握全球定位系統(tǒng)、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的概念、組成、原理、特點(diǎn)和應(yīng)用；掌握車載導(dǎo)航系統(tǒng)的概念、組成、原理和應(yīng)用；了解通信基站定位的AOA定位法、TOA定位法和TDOA定位法。01高精度地圖導(dǎo)入思考：那么，什么是高精度地圖？高精度地圖的采集和生產(chǎn)過程如何？其在哪些方面得到了應(yīng)用呢？要實現(xiàn)智能網(wǎng)聯(lián)汽車的自動駕駛功能，離不開車輛的高精度地圖和定位導(dǎo)航。一方面，它是自動駕駛汽車規(guī)劃道路行駛路徑的重要基礎(chǔ)，能為車輛提供定位、決策、交通動態(tài)信息等依據(jù)。另一方面，當(dāng)自動駕駛汽車傳感器出現(xiàn)故障或者周圍環(huán)境較為惡劣時，它也能確保車輛的基本行駛安全。01高精度地圖基本概念高精度地圖就是精度更高、數(shù)據(jù)維度更多的電子地圖。

在自動駕駛中，高精度地圖不僅可以用于導(dǎo)航、路徑規(guī)劃，還可以為環(huán)境感知和理解提供先驗知識，輔助車載傳感器實現(xiàn)高精度定位。高精度地圖被普遍認(rèn)為是L3級及以上自動駕駛不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)。01高精度地圖基本概念分類傳統(tǒng)地圖高精度地圖要素和屬性道路、POI詳細(xì)的道路模型、車道模型、道路部件、道路屬性和其他定位圖層信息所屬系統(tǒng)信息娛樂系統(tǒng)車載安全系統(tǒng)用途導(dǎo)航、搜索環(huán)境感知、定位、路徑規(guī)劃、車輛控制使用者人機(jī)器服務(wù)型要求相對低高更新頻率低（每季度）高精度米級亞米級地圖的生產(chǎn)衛(wèi)星地圖+GPS定位使用陀螺儀、輪測距器、GPS、光學(xué)雷達(dá)等多種技術(shù)的數(shù)據(jù)采集車，與車廠合作的眾包方式

與傳統(tǒng)地圖相比，高精度地圖信息的豐富性和準(zhǔn)確性都有顯著的提升，下表為高精度地圖與傳統(tǒng)電子地圖的性能對比。01高精度地圖基本概念高精度地圖信息有以下內(nèi)容和特點(diǎn)：道路參考線道路連通性車道模型對象模型01高精度地圖基本概念

在智能網(wǎng)聯(lián)汽車應(yīng)用領(lǐng)域，高精度地圖在高精度定位、輔助環(huán)境感知、規(guī)劃和決策各環(huán)節(jié)都發(fā)揮著重要作用。規(guī)劃決策1輔助高精度定位2輔助環(huán)境感知301高精度地圖基本概念1規(guī)劃決策高精度地圖可以看成一種超視距傳感器，它提供了極遠(yuǎn)距離的道路信息，用于智能駕駛系統(tǒng)的全局路徑規(guī)劃，并對局部路徑規(guī)劃做出有效的輔助。01高精度地圖基本概念2輔助高精度定位高精度地圖可以提供道路中特征物（如標(biāo)志牌、龍門架等）的形狀、尺寸、高精度位置等語義信息，車載傳感器在檢測到響應(yīng)特征物時，就可根據(jù)檢測到的特征物信息去匹配上述語義信息，由車輛與特征物間的相對位置推算出當(dāng)前車輛的絕對高精度位置信息（圖5-3所示)。高精度定位是高精度地圖有效應(yīng)用的重要方向，也是自動駕駛系統(tǒng)自主導(dǎo)航、自動駕駛的重要前提。在車載傳感器定位受限情況下，高精度地圖可以為自動駕駛系統(tǒng)提供有效的輔助定位信息。01高精度地圖基本概念3輔助環(huán)境感知高精度地圖能夠提高自動駕駛車輛數(shù)據(jù)處理效率，自動駕駛車輛感知重構(gòu)周圍三維場景時，可以利用高精度地圖作為先驗知識減少數(shù)據(jù)處理時的搜索范圍。在高精度三維地圖上標(biāo)記詳細(xì)的道路信息，可以為自車感知系統(tǒng)提供有效的輔助識別，可以優(yōu)化感知系統(tǒng)的計算效率，提高識別精度、減少誤識別的發(fā)生等。01高精度地圖基本概念高精度三維地圖是在高精度地圖靜態(tài)信息基礎(chǔ)上，添加動態(tài)交通信息的地圖，如圖5-4所示，這些動態(tài)信息如道路交通擁擠、施工條件、交通事故、交通管制條件、天氣條件等。02高精度地圖采集和生產(chǎn)“高精度地圖的采集”

以某一廠商高精度地圖為例，如右圖。該高精度地圖基于的是國際通用OpenDrive規(guī)范，并做了一定的修改。一個OpenDrive節(jié)點(diǎn)背后，是一個Header節(jié)點(diǎn)、Roader節(jié)點(diǎn)與Junction節(jié)點(diǎn)，每個類型的節(jié)點(diǎn)背后還有各自的細(xì)分。

而道路線、道路連接處、道路對象都從屬于Roader節(jié)點(diǎn)下。Junction節(jié)點(diǎn)下，有著較為復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理方式：通過Connectionroad將不同的兩條道路連接起來，從而實現(xiàn)路口的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)。介于路口的類型種類復(fù)雜，Junction也常常需要多種連接邏輯。02高精度地圖采集和生產(chǎn)“高精度地圖采集過程”

實地采集：通常稱為“外業(yè)”，其是制作高精度地圖的第一步，主要通過采集車的現(xiàn)場采集來完成。采集的核心設(shè)備是激光雷達(dá)、高精度差分-慣導(dǎo)-衛(wèi)星定位系統(tǒng)，它通過激光反射形成點(diǎn)云，完成對環(huán)境中各種物體的采集，并通過高精度定位系統(tǒng)記錄行駛軌跡和環(huán)境中物體的高精度位置信息。02高精度地圖采集和生產(chǎn)“高精度地圖采集過程”

處理：通常稱為“內(nèi)業(yè)”，處理是指通過對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工，提取高精度地圖所需要表達(dá)的信息，并形成高精度地圖數(shù)據(jù)庫。處理的過程包括人工處理、深度學(xué)習(xí)的感知算法等。02高精度地圖采集和生產(chǎn)“高精度地圖采集過程”處理的過程包括人工處理、深度學(xué)習(xí)的感知算法等，獲取的信息如圖5-9所示。02高精度地圖采集和生產(chǎn)“高精度地圖采集過程”

后續(xù)更新：通常隨著時間的變化，道路會由于破損、翻修、規(guī)劃等種種原因發(fā)生變化。為保證高精度地圖中信息的可靠性和有效性，需要對地圖進(jìn)行周期性，或者由一定原因觸發(fā)的更新。可以采取的高精度地圖更新方式有：眾包方式、與政府實時交通處理部門合作等。02高精度地圖采集和生產(chǎn)“高精度地圖采集過程”

圖5-11描述了一種基于智能網(wǎng)聯(lián)交通系統(tǒng)的地圖更新模式。02高精度地圖采集和生產(chǎn)“高精度地圖模型”地圖模型的屬性包括空間位置屬性、形狀屬性，還有基本的靜態(tài)屬性、可擴(kuò)展的靜態(tài)屬性、動態(tài)屬性、實時性及與動態(tài)相關(guān)的屬性，如圖5-12所示。02高精度地圖采集和生產(chǎn)

精度地圖數(shù)據(jù)模型通常分為以下三大塊。道路模型1車道模型2對象模型302高精度地圖采集和生產(chǎn)道路模型了實現(xiàn)和提高路徑規(guī)劃功能，需要將現(xiàn)實世界的道路結(jié)構(gòu)進(jìn)行抽象，形成以頂點(diǎn)與邊組成的拓?fù)鋱D形結(jié)構(gòu)，圖中的邊以弧形線段表示，線段中由一系列順序的點(diǎn)表示線的基本形狀走勢。在道路拓?fù)淠Ｐ椭谐艘獦?biāo)示出道路走勢，還要描述道路的連通關(guān)系，這種連通關(guān)系通過頂點(diǎn)確定。道路模型除了圖形屬性還包括車道數(shù)量、道路等級、功能屬性等。02高精度地圖采集和生產(chǎn)車道模型

車道模型記錄了車道的行駛參考線及車道的邊線（標(biāo)線）及停止線等。車道模型還記錄了車道與道路拓?fù)涞年P(guān)系。02高精度地圖采集和生產(chǎn)

對象模型是記錄道路和車道行車空間范圍邊界區(qū)域內(nèi)要素的，模型屬性包括對象的位置、形狀及屬性值。這些地圖要素包括路牙、護(hù)欄、立交、隧道、龍門架、交通標(biāo)牌、可變信息標(biāo)牌、輪廓標(biāo)、收費(fèi)站/桿、交通燈、墻面、箭頭、文本、符號、警示區(qū)、導(dǎo)流區(qū)等。對象模型中的數(shù)據(jù)通常用于輔助環(huán)境感知，并輔助于高精度定位。對象模型03高精度地圖發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢分組討論高精度地圖的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢國內(nèi)、國外學(xué)生分組匯報老師總結(jié)04高精度地圖的應(yīng)用案例一：廣汽新能源AionLX高速公路駕駛輔助系統(tǒng)具有的功能：實現(xiàn)高可用的高精度定位能力。中近距離下提升車輛的感知效率，優(yōu)化規(guī)劃控制，增強(qiáng)安全性。長距離下優(yōu)化導(dǎo)航路徑規(guī)劃。04高精度地圖的應(yīng)用案例二：L4級別智能重卡量產(chǎn)項目為了提高傳統(tǒng)港口的集裝箱轉(zhuǎn)運(yùn)的效率，上汽集團(tuán)通過自主研發(fā)的5G無人駕駛技術(shù)實現(xiàn)各個碼頭之間的無人運(yùn)送。目前首批車輛已經(jīng)開始試運(yùn)營，車輛從深水港出發(fā)經(jīng)東海大橋到達(dá)洋山港，實現(xiàn)了涵蓋高速/城市/收費(fèi)站/港口/園區(qū)等全場景下的自動駕駛。04高精度地圖的應(yīng)用案例二：L4級別智能重卡量產(chǎn)項目從洋山深水港物流園經(jīng)東海大橋到洋山碼頭，來回72公里的環(huán)線上涵蓋了普通道路、高速公路、碼頭、堆場、隧道、高架、收費(fèi)站等復(fù)雜場景。中海庭基于AI識別、繪制配合人工后期質(zhì)檢，快速完成包括地面箭頭采集、車道標(biāo)線采集、道路桿件采集，以及路口模式化標(biāo)注和路口拓?fù)潢P(guān)系編輯。從采集到地圖發(fā)布只用了不到2周時間。04高精度地圖的應(yīng)用案例二：L4級別智能重卡量產(chǎn)項目為了保證高精度地圖中路口引導(dǎo)軌跡符合不同載重卡車的動力學(xué)參數(shù)，在洋山港項目上中海庭創(chuàng)新開發(fā)了動態(tài)引導(dǎo)線功能，如右圖。04高精度地圖的應(yīng)用案例三：小鵬P7高速公路駕駛輔助系統(tǒng)小鵬P7配備了14個攝像頭、5個毫米波雷達(dá)和12個超聲波傳感器，組成了業(yè)內(nèi)唯一的360度雙重感知融合系統(tǒng)。在小鵬P7上，高德以絕對精度50cm,相對精度10cm的高精地圖，與車載雙頻高精GPS、實時動態(tài)差分定位（RTK）以及超高精度慣性測量單元（IMU）三重高精度定位硬件深度結(jié)合，實現(xiàn)全場景厘米級定位精度。小鵬P7也因此成為擁有最強(qiáng)大定位能力的量產(chǎn)車型。右圖為高精地圖盤橋。思考討論高精度地圖還有哪些應(yīng)用呢學(xué)生分組討論學(xué)生分組匯報老師總結(jié)04高精度地圖的應(yīng)用02定位技術(shù)導(dǎo)入思考：那么，什么是導(dǎo)航定位？無人駕駛汽車是如何導(dǎo)航定位的？又采用了什么方法進(jìn)行導(dǎo)航定位的呢？以及對導(dǎo)航定位精度有什么要求？導(dǎo)航定位涉及哪些坐標(biāo)系？無人駕駛汽車是智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展的終極目標(biāo)，未來無人駕駛汽車將是一個移動的辦公場所。無人駕駛汽車在行駛時首先要知道自己在哪里，這就需要進(jìn)行定位。01全球定位系統(tǒng)“概念”

全球定位系統(tǒng)（GlobalPositioningSystem，GPS)，又稱為全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，是由美國國防部建設(shè)的基于衛(wèi)星的無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)。它能連續(xù)為世界各地的陸?？沼脩籼峁┚_的位置、速度和時間信息，最大的優(yōu)勢是覆蓋全球且全天候工作，可以為高動態(tài)、高精度平臺服務(wù)，目前應(yīng)用普遍。01全球定位系統(tǒng)“組成”導(dǎo)航衛(wèi)星地面監(jiān)控設(shè)備GPS用戶01全球定位系統(tǒng)“組成”導(dǎo)航衛(wèi)星

由分布在6個地球橢圓軌道平面上的21顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成，相鄰軌道之間的衛(wèi)星彼此呈30?，每個軌道面上都有4顆衛(wèi)星，在距離地球約20200km的高空上進(jìn)行監(jiān)測。這些衛(wèi)星每12h環(huán)繞地球一圈，在地球上的任何地方、任何時間都可以觀測到4顆以上的GPS衛(wèi)星，保持定位的精度，從而提供連續(xù)的全球?qū)Ш侥芰?。?dǎo)航衛(wèi)星的任務(wù)是接收和存儲來自地面監(jiān)控設(shè)備發(fā)送來的導(dǎo)航定位控制指令，通過微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，以原子鐘產(chǎn)生的基準(zhǔn)信號和精確的時間為基準(zhǔn)向用戶連續(xù)發(fā)送導(dǎo)航定位信息。01全球定位系統(tǒng)“組成”地面監(jiān)控設(shè)備

由1個主控站、3個注入站和5個監(jiān)測站組成，它們的任務(wù)是實現(xiàn)對導(dǎo)航衛(wèi)星的控制。（1）主控站具有以下作用。

1)管理、協(xié)調(diào)地面監(jiān)控設(shè)備各部分的工作。

2)收集各監(jiān)測站的數(shù)據(jù)，編制導(dǎo)航電文，送往注入站將衛(wèi)星星歷注入衛(wèi)星。

3)監(jiān)控衛(wèi)星狀態(tài)，向衛(wèi)星發(fā)送控制指令。

4)衛(wèi)星維護(hù)與異常情況的處理。（2）注入站的作用是將導(dǎo)航電文注入衛(wèi)星。（3）監(jiān)測站的作用是接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)，采集氣象信息，并將所收集到的數(shù)據(jù)傳送給主控站。01全球定位系統(tǒng)“組成”GPS用戶GPS接收機(jī)主要功能：接收、追蹤和放大衛(wèi)星發(fā)射的信號，獲取定位的觀測值，提取導(dǎo)航電文中的廣播星歷以及衛(wèi)星時鐘改正參數(shù)等。GPS數(shù)據(jù)處理軟件主要功能：對GPS接收機(jī)獲取的衛(wèi)星測量記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，并對處理的結(jié)果進(jìn)行平差計算、坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)和分析綜合處理，計算出用戶所在位置的三維坐標(biāo)、速度、方向和精確時刻等。01全球定位系統(tǒng)“GPS定位原理”GPS定位的基本原理是三球交匯原理，GPS用戶位置在A點(diǎn)，GPS用戶到衛(wèi)星

的距離是

,到衛(wèi)星

的距離是

,到衛(wèi)星

的距離是

,如圖5-23所示。01全球定位系統(tǒng)“GPS定位原理”以衛(wèi)星為球心，GPS用戶到衛(wèi)星的距離可以表示為式中，為衛(wèi)星與接收機(jī)的距離，是已知量；為衛(wèi)星坐標(biāo)，也是已知量；表示接收機(jī)位置，是未知量。01全球定位系統(tǒng)“GPS定位原理”如果有3顆衛(wèi)星，則可以解出方程，然而實際上用戶接收機(jī)的時鐘不是十分準(zhǔn)確，不與衛(wèi)星同步，所以衛(wèi)星與用戶之間的距離

不是真實距離，稱作偽距。設(shè)GPS接收機(jī)和衛(wèi)星的時鐘差為

，則公式改為式中，

為光速。此式中含有4個未知量，所以GPS接收機(jī)需要接收到4個以上衛(wèi)星的信號才能解算方程得到GPS接收機(jī)的位置，如圖5-24所示。GPS定位絕對定位又稱單點(diǎn)定位，是直接得到GPS接收機(jī)相對于地心的位置的定位方法，這種定位方法只需要一個GPS接收機(jī)，但是其精度受衛(wèi)星軌道誤差、時鐘差和信號傳播誤差等影響，一般為米級。相對定位偽距差分定位作為相對定位中的一種，精度可達(dá)厘米級，現(xiàn)在廣泛用于精密導(dǎo)航、大地測量等。其基本原理是利用兩個或多個位置相近的GPS接收機(jī)各自與衛(wèi)星信道相關(guān)的特性，使用差分定位算法減少信道誤差的影響，從而提高定位精度。全球定位系統(tǒng)01GPS特點(diǎn)全球定位系統(tǒng)01ABC覆蓋范圍廣，能夠覆蓋全球98%的范圍定位精度高FED測站之間無須通信，只要求測站上空開闊可提供全球統(tǒng)一的三維地心坐標(biāo)觀測時間短能夠全球、全天候定位GPS不足全球定位系統(tǒng)01開放的民用精度不能滿足L4和L5級智能網(wǎng)聯(lián)汽車定位的要求，通常在10m左右。更新頻率較低，通常只有10Hz,當(dāng)車輛高速行駛時，不能提供實時的準(zhǔn)確位置信息。受建筑物、樹木的遮擋，如在天橋、隧道、地下車庫等場景中，GPS的定位精度嚴(yán)重降低，甚至無法提供定位信息。GPS作用全球定位系統(tǒng)01車輛定位車輛跟蹤出行路線規(guī)劃和導(dǎo)航信息查詢話務(wù)指揮緊急援助車載GPS工作過程全球定位系統(tǒng)01設(shè)備中的GPS模塊接收GPS衛(wèi)星數(shù)據(jù)，獲得經(jīng)緯度信息。導(dǎo)航定位軟件通過設(shè)備中的GPS模塊得到位置信息，不停地刷新電子地圖。導(dǎo)航定位軟件計算、規(guī)劃路徑，然后引導(dǎo)車輛前往目的地。03分組討論北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的發(fā)展歷程學(xué)生分組匯報老師總結(jié)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)0203北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)02中國衛(wèi)星之父中科院院士——孫家棟北斗開拓者、建設(shè)者中國工程院院士——譚述森北斗總設(shè)計師中國工程院院士——楊長風(fēng)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)02“組成”空間段地面段用戶段北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)02思考BDS與GPS有何差別03北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)02思考總結(jié)BDS是一個有源系統(tǒng)，用戶在定位過程中必須發(fā)射信號，具備通信能力，這是它與GPS系統(tǒng)最大的不同。北斗系統(tǒng)具有低速通信功能，可以在中心站與任意一個用戶機(jī)之間或任意兩個用戶機(jī)之間一次發(fā)送包含36個漢字字符的信息，經(jīng)過授權(quán)的用戶一次可以發(fā)送包含120個漢字字符的信息，這個功能是GPS所無法實現(xiàn)的。BDS每次定位作業(yè)都是由用戶機(jī)發(fā)出請求，經(jīng)過中心站解算出坐標(biāo)，然后發(fā)給用戶機(jī)。這種工作方式使得BDS存在用戶容量限制，凡是未經(jīng)授權(quán)的用戶都無法利用BDS進(jìn)行定位作業(yè)，因此具備極好的保密性。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)02“定位原理”

BDS的定位原理與GPS的定位原理基本相同。

BDS在進(jìn)行定位時，所采用的原理是通過對衛(wèi)星信號站點(diǎn)之間的傳播時間進(jìn)行推算，進(jìn)而確立相應(yīng)的衛(wèi)星站點(diǎn)距離，這樣就能夠?qū)邮諜C(jī)進(jìn)行較為準(zhǔn)確的定位。一般采用載波相位測量法進(jìn)行定位，其原理大致如下：用

來表示地面基站所接收的載波信號相位數(shù)值，衛(wèi)星站點(diǎn)之間的距離為在實際操作中

值是無法進(jìn)行測算的，往往采用接收機(jī)所產(chǎn)生的基準(zhǔn)信號來代替，由于該基準(zhǔn)信號的頻率與衛(wèi)星所發(fā)射的載波信號相位是一致的，所以并不會影響到后續(xù)定位的精準(zhǔn)程度。式中，

指的是載波信號的波長。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)02空間段采用三種軌道衛(wèi)星組成的，與其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)相比，高軌衛(wèi)星更多．抗遮擋能力強(qiáng)，在低緯度地區(qū)性能優(yōu)勢更為明顯。提供多個頻點(diǎn)的導(dǎo)航信號，能夠通過多頻信號組合使用等方式提高服務(wù)精度。創(chuàng)新融合了導(dǎo)航與通信功能，具備定位導(dǎo)航授時、星基增強(qiáng)、地基增強(qiáng)、精密單點(diǎn)定位、短報文通信和國際搜救等多種服務(wù)能力?！癇DS特點(diǎn)原理”北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)02“BDS的服務(wù)類型”定位導(dǎo)航授時。全球短報文通信。國際搜救。星基增強(qiáng)。地基增強(qiáng)。精密單點(diǎn)定位。區(qū)域短報文通信。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)具備導(dǎo)航定位和通信數(shù)據(jù)傳輸兩大功能，提供7種服務(wù)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)02“BDS的性能指標(biāo)”定位導(dǎo)航授時服務(wù)性能指標(biāo)，參見表5-2。全球短報文通信服務(wù)性能指標(biāo)參見表5-3。國際搜救服務(wù)性能指標(biāo)參見表5-4。星基增強(qiáng)服務(wù)性能指標(biāo)。地基增強(qiáng)服務(wù)性能指標(biāo)（見表5-5)。精密單點(diǎn)定位服務(wù)性能指標(biāo)（見表5-6)。區(qū)域短報文通信服務(wù)性能指標(biāo)（見表5-7)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)02“北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)”北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)是按照“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、共建共享”的原則建設(shè)國家級地基增強(qiáng)系統(tǒng)。北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)主要包括基準(zhǔn)站、通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、國家數(shù)據(jù)綜合處理系統(tǒng)、行業(yè)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)播發(fā)系統(tǒng)、應(yīng)用終端六個分系統(tǒng)。該系統(tǒng)具備在全國陸地范圍內(nèi)提供實時米級、分米級、厘米級、后處理毫米級高精度定位基本服務(wù)的能力。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)02“北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)”著眼于把北斗高精度定位能力變成公共服務(wù)，致力于打造物聯(lián)網(wǎng)時代的新時空基礎(chǔ)設(shè)施，基于國家北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)，采用市場化運(yùn)作，建設(shè)北斗高精度位置服務(wù)平臺，構(gòu)建北斗高精度位置服務(wù)生態(tài)圈，其示意圖如圖5-29所示。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)02“北斗地基增強(qiáng)系統(tǒng)高精度應(yīng)用”交通行業(yè)應(yīng)用。智能駕駛應(yīng)用。車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“慣性導(dǎo)航系統(tǒng)”慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是一種利用慣性傳感器測量載體的角速度信息，并結(jié)合給定的初始條件實時推算速度、位置、姿態(tài)等參數(shù)的自主式導(dǎo)航系統(tǒng)。具體來說，慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航方式是推算，即從一已知點(diǎn)的位置根據(jù)連續(xù)測得的運(yùn)動載體航向角和速度推算出其下一點(diǎn)的位置，因而可連續(xù)測出運(yùn)動體的當(dāng)前位置。車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“慣性導(dǎo)航系統(tǒng)”慣性導(dǎo)航系統(tǒng)主要采用加速度傳感器和陀螺儀來測量載體參數(shù)，其原理如圖5-32所示。車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03加速度傳感器和陀螺儀一個測量速度、一個測量方向，二者結(jié)合就是慣性測量單元（IMU）。IMU的一個重要特征在于它以高頻率更新，其頻率可達(dá)到1000Hz，所以IMU可以提供接近實時的位置信息。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)可以看成IMU與軟件的結(jié)合。右圖所示為IMU產(chǎn)品示例?！皯T性導(dǎo)航系統(tǒng)”車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03在無人駕駛系統(tǒng)中，GPS的更新頻率一般為10Hz，IMU的更新頻率一般為100Hz。兩者共同工作時，可以給出頻率100Hz的定位輸出。GPS和IMU數(shù)據(jù)融合的原理如圖5-37所示?！皯T性導(dǎo)航系統(tǒng)”車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03

控制器上的軟件對信息的處理流程在時間維度上類似圖5-38所示。在0~100ms的周期中，使用IMU進(jìn)行9次位置的估計，待新的GPS定位數(shù)據(jù)進(jìn)來時，則進(jìn)行修正，以此實現(xiàn)高頻率的定位結(jié)果輸出。GPS與IMU相輔相成地實現(xiàn)了無人駕駛汽車的準(zhǔn)確定位?！皯T性導(dǎo)航系統(tǒng)”車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03

有了100Hz的準(zhǔn)確定位，無人駕駛汽車在處理路徑跟隨問題時，就能像圖5-40所示的一樣，保持極高頻率的定位和控制。每走一小步便重新進(jìn)行轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角的計算，進(jìn)而控制無人駕駛汽車沿著既定的軌道行駛?！皯T性導(dǎo)航系統(tǒng)”車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“加速度傳感器”按檢測方式：分為電容式加速度傳感器、壓阻式加速度傳感器和壓電式加速度傳感器；按敏感軸數(shù)量：分為單軸加速度傳感器、雙軸加速度傳感器和三軸加速度傳感器；按輸出信號類型：分為模擬式加速度傳感器和數(shù)字式加速度傳感器。車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“電容式加速度傳感器”原理：將電容的可動極板用運(yùn)動的質(zhì)量塊來代替，當(dāng)質(zhì)量塊在加速度的作用下發(fā)生位移時，質(zhì)量塊與固定極板間的電容量也隨之發(fā)生變化，通過外圍的檢測電路即可測出電容的變化量，由此便可間接地測量出物體的加速度大小。電容式加速度傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖如圖5-40所示。車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“電容式加速度傳感器”

電容式加速度傳感器與其他類型的加速度傳感器相比，其優(yōu)點(diǎn)是具有較高的靈敏度和測量精度、良好的穩(wěn)定性、較小的溫度漂移、極低的功耗；但它也存在著工作帶寬窄、信號處理電路復(fù)雜、抗電磁干擾能力差等缺點(diǎn)。車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“壓阻式加速度傳感器”

壓阻式加速度傳感器是利用壓阻材料的壓阻效應(yīng)制成的。當(dāng)壓阻材料在敏感軸方向受到壓力的作用而發(fā)生形變時，壓阻材料的電阻率也隨之發(fā)生變化，該現(xiàn)象稱為壓阻效應(yīng)，利用該效應(yīng)制成的加速度傳感器被稱為壓阻式加速度傳感器。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖5-41所示。當(dāng)質(zhì)量塊在壓阻材料敏感軸方向，在加速度作用下，對壓阻材料施加一定的壓力時，相應(yīng)地，壓阻材料的電阻值就會發(fā)生變化，利用惠更斯電橋電路可以對電阻值變化進(jìn)行測量.以達(dá)到間接測量物體加速度大小的目的。車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“壓阻式加速度傳感器”

壓阻式加速度傳感器具有加工工藝簡單、成本低、結(jié)構(gòu)和輸出電路簡單、線性度好等優(yōu)點(diǎn)，但同時也存在溫度漂移過大、靈敏度較低的缺點(diǎn)。車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“壓電式加速度傳感器”

壓電式加速度傳感器的結(jié)構(gòu)與壓阻式加速度傳感器結(jié)構(gòu)類似，只是將壓阻材料替換為壓電材料，以此來完成對物體加速度的測量。壓電式加速度傳感器利用了壓電材料的壓電效應(yīng)，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖5-42所示。當(dāng)質(zhì)量塊受到加速度作用以后，會對壓電材料產(chǎn)生一定的壓力，這壓力使得壓電材料的表面積累一定量的電荷，通過外圍放大電路可對這些電荷加以檢測，由于輸出電荷信號與物體加速度大小成比例，因此便可達(dá)到測量物體加速度大小的目的。車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“壓電式加速度傳感器”

壓電式加速度傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、耐高溫、輸出線性好等優(yōu)點(diǎn)；但由于壓電材料極化產(chǎn)生的是直流電荷，故在低頻下進(jìn)行壓電測量時就變得很困難，而且很難對壓電材料進(jìn)行COMS工藝集成。車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03思考還有哪些加速度傳感器車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“陀螺儀”

陀螺儀是一種能夠敏感載體角度或角速度的慣性器件，在姿態(tài)控制和導(dǎo)航定位等領(lǐng)域有著非常重要的作用。

微機(jī)械陀螺儀屬于微電子機(jī)械范疇，它是利用科里奧利力現(xiàn)象制成的?？评飱W利力現(xiàn)象是對旋轉(zhuǎn)體系中進(jìn)行直線運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)由于慣性相對于旋轉(zhuǎn)體系產(chǎn)生的直線運(yùn)動的偏移的一種描述。車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03按制作材料可將微機(jī)械陀螺儀分為：硅陀螺儀和非硅陀螺儀。按振動方式可將微機(jī)械陀螺儀分為：角振動陀螺儀和線振動陀螺儀。按有無驅(qū)動結(jié)構(gòu)可將微機(jī)械陀螺儀分為：有驅(qū)動結(jié)構(gòu)和無驅(qū)動結(jié)構(gòu)兩種。按檢測方式可將微機(jī)械陀螺儀分為：壓電式陀螺儀、壓阻式陀螺儀、電容式陀螺儀和光學(xué)陀螺儀。按加工方式可將微機(jī)械陀螺儀分為：體加工工藝微機(jī)械陀螺儀、表面加工工藝陀螺儀及微電子加工工藝陀螺儀?！拔⑿屯勇輧x分類”車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“慣性導(dǎo)航系統(tǒng)作用”

一是在GPS信號丟失或很弱的情況下，暫時填補(bǔ)GPS留下的空缺，用積分法取得最接近真實的三維高精度定位，如圖5-44所示。即便是BDS、GPS和GLONASS組合，衛(wèi)星導(dǎo)航信號還是有很多無法覆蓋的地方，所以無人駕駛汽車必須配備慣性導(dǎo)航系統(tǒng)。車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“慣性導(dǎo)航系統(tǒng)作用”

二是與激光雷達(dá)組合定位，如圖5-45所示。GPS和IMU為激光雷達(dá)的空間位置和脈沖發(fā)射姿態(tài)提供高精度定位，建立激光雷達(dá)點(diǎn)云的三維坐標(biāo)系。慣性導(dǎo)航系統(tǒng)可用于定位，與其他傳感器融合時，也需要統(tǒng)一到一個坐標(biāo)系下。當(dāng)激光雷達(dá)實時掃描單次的點(diǎn)云數(shù)據(jù)后，結(jié)合單次的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，并進(jìn)行特征提取。這些特征包括路沿、車道線、高度等周圍點(diǎn)線面的特征。對于高精度地圖，提取過的特征與實時提取的特征進(jìn)行匹配，最終得到精準(zhǔn)的車輛位置，這是激光雷達(dá)的定位過程。車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“慣性導(dǎo)航系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)”1)是不依賴于任何外部信息，也不向外部輻射能量的自主式導(dǎo)航系統(tǒng)，故隱蔽性好，也不受外界電磁干擾的影響。2)可全天候在全球任何地點(diǎn)工作。3)能提供位置、速度、航向和姿態(tài)角數(shù)據(jù)，所產(chǎn)生的導(dǎo)航信息連續(xù)性好而且噪聲低。4)數(shù)據(jù)更新率高，短期精度和穩(wěn)定性好。車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“慣性導(dǎo)航系統(tǒng)缺點(diǎn)”1)由于導(dǎo)航信息經(jīng)過積分產(chǎn)生，定位誤差隨時間而增大，長期精度差。2)每次使用之前需要較長的初始校準(zhǔn)時間。3)不能給出時間信息。車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03

GPS或BDS和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的融合是智能網(wǎng)聯(lián)汽車一種重要的定位技術(shù)。

GPS與慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的融合可以解決很多單純傳感器帶來的誤差，比如在隧道中行駛時可能出現(xiàn)GPS信號丟失，此時利用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)也可以實現(xiàn)短暫的定位分析。GPS與慣性導(dǎo)航系統(tǒng)融合實際能夠達(dá)到米級精度的定位，但是對于自動駕駛來講，需要定位達(dá)到分米級甚至厘米級精度，這就需要更加優(yōu)化的策略進(jìn)行建圖定位。車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“航跡推算定位”

定義

航跡推算（DeadReckoning，DR)是一種常用的自主式車輛定位技術(shù)。

DR是利用載體上某一時刻的位置，根據(jù)航向和速度信息，推算得到當(dāng)前時刻的位置，即根據(jù)實測的汽車行駛距離和航向計算其位置和行駛軌跡。它一般不受外界環(huán)境影響，但由于其本身誤差是隨時間積累的，所以單獨(dú)工作時不能長時間保持高精度。

航跡推算系統(tǒng)一般由里程計和電子羅盤或慣性測量單元組成，其中里程計用于測量車輛的行駛距離和速度，電子羅盤或慣性測量單元用于測量車輛的姿態(tài)角和加速度。

組成車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“航跡推算的原理”DR的主要原理是利用DR傳感器測量位移矢量，從而推算車輛的位置。航跡推算原理圖如圖5-47所示。其中，（

，

）（

0,1,2,···)是車輛在

時刻的初始位置，航向角

和行駛距離分別是車輛從時刻到時刻的絕對航向和位移矢量長度。由圖可推得：時刻的絕對航向和位移矢量長度。車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“航跡推算定位”

航跡推算的誤差隨距離和時間積累，不能長期單獨(dú)使用，可以借助GPS對其定位誤差進(jìn)行補(bǔ)償。

利用GPS精準(zhǔn)定位信息對導(dǎo)航傳感器的誤差進(jìn)行校正。采用卡爾曼濾波技術(shù)對陀螺儀信息進(jìn)行濾波處理，減少干擾和漂移誤差。減小航跡推算累積誤差主要有以下方法：車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“電子羅盤”

電子羅盤是利用地磁場固有的指向性測量空間姿態(tài)角度的，是一種重要的導(dǎo)航器件。是通過測量地球磁場確定方位。原理

定義車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“電子羅盤”磁通門式電子羅盤霍爾效應(yīng)式電子羅盤磁阻效應(yīng)式電子羅盤平面電子羅盤三維電子羅盤電子羅盤也可以分為:

按其測量磁場的傳感器種類不同分：車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“電子羅盤”磁偏角航向角姿態(tài)角

測量參數(shù)：地球本身是塊大磁鐵，地球內(nèi)部的穩(wěn)定磁場決定了地磁南北極；地理南北極則位于地球自轉(zhuǎn)的軸線上，其兩極是地球上經(jīng)線的匯聚處，以子午線形式在地圖上標(biāo)出。實際上，地磁南北極與地理南北極并不重合，它們之間存在一個夾角，大約為11.5°，被稱為磁偏角。隨著電子羅盤所處的緯度和經(jīng)度變化，磁偏角也產(chǎn)生變化，可根據(jù)以地理位置為基礎(chǔ)的查找表確定。磁偏角示意圖如圖5-48所示。車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“電子羅盤”磁偏角航向角姿態(tài)角

測量參數(shù)：地球本身是塊大磁鐵，地球內(nèi)部的穩(wěn)定磁場決定了地磁南北極；地理南北極則位于地球自轉(zhuǎn)的軸線上，其兩極是地球上經(jīng)線的匯聚處，以子午線形式在地圖上標(biāo)出。實際上，地磁南北極與地理南北極并不重合，它們之間存在一個夾角，大約為11.5°，被稱為磁偏角。隨著電子羅盤所處的緯度和經(jīng)度變化，磁偏角也產(chǎn)生變化，可根據(jù)以地理位置為基礎(chǔ)的查找表確定。磁偏角示意圖如圖5-48所示。車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“電子羅盤”磁偏角航向角姿態(tài)角

測量參數(shù)：磁阻效應(yīng)式電子羅盤用在載體上時，載體縱軸方向在水平面上的投影與地理北極（真北）的夾角被定義為地理航向角，用

表示；載體縱軸方向在水平面上的投影與地磁北極（磁北）的夾角被定義為地磁航向角，用

表示，如圖5-49所示。車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“電子羅盤”磁偏角航向角姿態(tài)角

測量參數(shù)：

對載體傾斜姿態(tài)的描述稱為姿態(tài)角，它包括橫滾角和俯仰角。橫滾角是指電子羅盤在水平面的投影與其前進(jìn)方向的垂直方向之間的夾角，用

表示，并指定右轉(zhuǎn)為正，左轉(zhuǎn)為負(fù)；以水平面為基準(zhǔn)，電子羅盤載體的前進(jìn)方向同水平面之間的夾角稱為俯仰角，用

表示，并指定上仰為正，下俯為負(fù)，如圖5-50所示。車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“三維磁阻式電子羅盤”磁阻傳感器加速度傳感器微處理器顯示模塊

組成：

原理：

車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“電子羅盤”

特點(diǎn)與應(yīng)用：

示意圖：

電子羅盤具有體積小、航向精度高、傾斜范圍寬、頻響高、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，很適合用于對航向精度要求較高同時又對功耗、體積有限制的場合，廣泛應(yīng)用于航天、航空、航海、機(jī)器人、車輛自主導(dǎo)航等領(lǐng)域。車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“GPS/DR組合導(dǎo)航定位系統(tǒng)”

組成：

GPS電子羅盤里程計導(dǎo)航計算機(jī)等。GPS獨(dú)立給出車輛所在位置的絕對經(jīng)度、緯度和海拔高度；電子羅盤作為航向傳感器測量車輛的航向；里程計測量汽車單位時間內(nèi)行駛的里程；導(dǎo)航計算機(jī)采集各傳感器數(shù)據(jù)，并做航跡推算、GPS坐標(biāo)變換及相關(guān)數(shù)據(jù)預(yù)處理，由融合算法估計出車輛的動態(tài)位置。GPS/DR組合導(dǎo)航定位系統(tǒng)是一種相對低成本的導(dǎo)航系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)上進(jìn)行GPS/DR數(shù)據(jù)融合，可以實現(xiàn)較高精度的導(dǎo)航定位。車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“GPS/DR組合導(dǎo)航定位系統(tǒng)”

卡爾曼濾波方法：

將卡爾曼濾波應(yīng)用于GPS/DR組合導(dǎo)航定位系統(tǒng)當(dāng)中，就是將GPS和DR的定位信息綜合用于定位求解，通過卡爾曼濾波來補(bǔ)償修正DR系統(tǒng)的狀態(tài)，同時濾波之后的輸出又能夠為DR系統(tǒng)提供較為準(zhǔn)確的初始位置和航向角，從而能夠獲得比單獨(dú)使用任意一種定位方法都更高的定位精度和穩(wěn)定性車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“視覺定位”

SLAM：

SLAM是SimultaneousLocalizationandMapping的縮寫，中文譯作“即時定位與地圖構(gòu)建”。SLAM是指搭載特定傳感器的主體，在沒有環(huán)境先驗信息的情況下，于運(yùn)動過程中建立環(huán)境的模型，同時估計自己的運(yùn)動。如果這里的傳感器為相機(jī)，則為“視覺SLAM”；如果傳感器為激光雷達(dá)，則為“激光SLAM”。車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“視覺定位”

SLAM過程：

SLAM包含了感知、定位、建圖這三個過程。①感知。感知是指通過傳感器獲取周圍的環(huán)境信息。②定位。定位是指通過傳感器獲取的當(dāng)前和歷史信息，推測出自身的位置和姿態(tài)。③建圖。建圖是指根據(jù)自身的位姿以及傳感器獲取的信息，描繪出自身所處環(huán)境的樣貌。車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“視覺定位”

SLAM基本流程：

圖中的圓圈表示大地坐標(biāo)系的路標(biāo)點(diǎn)，也可以認(rèn)為是環(huán)境中的特征點(diǎn)。車輛在某一位置點(diǎn)觀測到一些路標(biāo)點(diǎn)，在下一時刻車輛在新的位置點(diǎn)又觀察到一些路標(biāo)點(diǎn)，這些路標(biāo)點(diǎn)包括之前部分已經(jīng)觀測到的路標(biāo)點(diǎn)和新發(fā)現(xiàn)的路標(biāo)點(diǎn)，由于兩個時刻下兩個位置觀測到了一些相同的路標(biāo)點(diǎn)，這樣就可以估算出兩個相鄰時刻下車輛位姿的變換，依次類推就可以推斷出其他時刻的位姿，同時根據(jù)車輛位姿，將車輛不同時刻觀測的環(huán)境信息融合在一個統(tǒng)一的坐標(biāo)系下，從而實現(xiàn)了環(huán)境地圖的創(chuàng)建。車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“視覺定位”

SLAM研究方法：

實際環(huán)境往往都是動態(tài)的。在動態(tài)環(huán)境中進(jìn)行定位以及密集地圖重建常需要進(jìn)行動態(tài)目標(biāo)檢測。動態(tài)環(huán)境中的SLAM方法主要有深度學(xué)習(xí)方法、多視圖幾何方法以及二者的結(jié)合。車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“視覺定位”

深度學(xué)習(xí)方法：

①深度學(xué)習(xí)方法有語義分割和實例分制技術(shù)等。視覺SLAM方法是將語義分割網(wǎng)絡(luò)與移動一致性檢驗方法相結(jié)合，濾除了動態(tài)對象，從而在動態(tài)環(huán)境中提高了定位精度，語義地圖構(gòu)建效果圖如圖5-57所示。車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“視覺定位”

多視圖幾何方法：

②其是利用一定的多視圖幾何約束，構(gòu)造一個多視圖幾何模型。靜態(tài)像素滿足該多視圖幾何模型，而動態(tài)像素不滿足，因此可以將動態(tài)目標(biāo)與靜態(tài)目標(biāo)分割開來。車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“視覺定位”

SLAM研究方法對比結(jié)果：

多視圖幾何方法不能檢測到桌子后面的人，深度學(xué)習(xí)方法不能將人拿著的書也分割出來，而二者結(jié)合的方法有最好的動態(tài)目標(biāo)檢測與分割效果。車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“視覺定位”

SLAM系統(tǒng)架構(gòu)：

主要包括：傳感器數(shù)據(jù)前端里程計后端非線性優(yōu)化回環(huán)檢測和建圖車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“視覺定位”

SLAM地圖種類：

按照地圖的特性分：柵格地圖拓?fù)涞貓D特征地圖點(diǎn)云地圖車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“視覺定位”

SLAM地圖種類：

按照地圖的特性分：柵格地圖拓?fù)涞貓D特征地圖點(diǎn)云地圖把周圍環(huán)境劃分成大小相等的正方形柵格結(jié)構(gòu)，每個柵格賦予一個表示的屬性值、表示柵格被占據(jù)的概率和沒被占據(jù)概率之間的比例。車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“視覺定位”

SLAM地圖種類：

按照地圖的特性分：柵格地圖拓?fù)涞貓D特征地圖點(diǎn)云地圖撲撲地圖是一種基于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的地圖表示方法，節(jié)點(diǎn)代表環(huán)境的地點(diǎn)或者狀態(tài)信息，用節(jié)點(diǎn)之間的連線表示它們之間的關(guān)系。車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“視覺定位”

SLAM地圖種類：

按照地圖的特性分：柵格地圖拓?fù)涞貓D特征地圖點(diǎn)云地圖特征地圖是從傳感器的感知信息中提取的幾何特征，如點(diǎn)、線和面等，并把很多環(huán)境特征的集合定義為地圖。車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“視覺定位”

SLAM地圖種類：

按照地圖的特性分：柵格地圖拓?fù)涞貓D特征地圖點(diǎn)云地圖點(diǎn)云地圖是將密集的點(diǎn)云形成地圖，能夠反映豐富的環(huán)境信息。車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“視覺SLAM”

視覺SLAM就是利用視覺傳感器信息實現(xiàn)的SLAM，是當(dāng)下SLAM研究中有應(yīng)用前景的方向。

定義：

分類：

單目相機(jī)雙目相機(jī)深度相機(jī)（RGB-D）車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“視覺SLAM”

特點(diǎn)：

車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“視覺SLAM”

框架：

視覺SLAM的框架如圖5-63所示，它由視覺傳感器數(shù)據(jù)、視覺里程計、后端非線性優(yōu)化、回環(huán)檢測和建圖構(gòu)成。車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“視覺SLAM”

地圖：

地圖是對環(huán)境的描述，但這個描述并不是固定的，依視覺SLAM的應(yīng)用而定。地圖主要有2D棚格地圖、2D拓?fù)涞貓D、3D點(diǎn)云地圖和3D網(wǎng)格地圖，如圖5-64所示。車載導(dǎo)航定位系統(tǒng)03“激光定位”

特點(diǎn)：

分