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自動(dòng)駕駛的核心內(nèi)涵包括定位、感知、決策、執(zhí)行四個(gè)部分，其中定位是決策和執(zhí)行的前提。定位系統(tǒng)主要作用是確定車輛所處的絕對(duì)位置；感知層的主要作用是收集和解析出周圍環(huán)境的信息；決策層基于對(duì)當(dāng)前位置和周圍環(huán)境的理解，做出實(shí)時(shí)的安全有效的執(zhí)行計(jì)劃；執(zhí)行層則是按照決策層的計(jì)劃進(jìn)行。 定位系統(tǒng)主要是以高精地圖為依托，通過慣性傳感器（IMU）和全球定位系統(tǒng)（GNSS），來精確定位車輛所處絕對(duì)位置。其中，高精地圖可以為車輛環(huán)境感知提供輔助，提供超視距路況信息，并幫助車輛進(jìn)行規(guī)劃決策。慣導(dǎo)系統(tǒng)是一種不依賴于外部信息、也不向外部輻射能量的自主式導(dǎo)航系統(tǒng)；而全球定位系統(tǒng)是通過衛(wèi)星定位，在地球表面或近地空間的任何地點(diǎn)，提供三維坐標(biāo)和速度的定位系統(tǒng)。二者的結(jié)合就可以取長補(bǔ)短，共同構(gòu)成自動(dòng)駕駛定位導(dǎo)航系統(tǒng)。 感知層主要功能是對(duì)環(huán)境信息和車內(nèi)信息進(jìn)行采集與處理，例如車輛的速度，方向，運(yùn)動(dòng)姿態(tài)和交通狀況等，并向決策層輸出信息。這一環(huán)節(jié)涉及到道路邊界檢測(cè)、車輛檢測(cè)、行人檢測(cè)等多種技術(shù)，所用到的傳感器一般有激光雷達(dá)、攝像頭、毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)等。由于各個(gè)傳感器在設(shè)計(jì)的時(shí)候有各自的局限性，單個(gè)傳感器滿足不了各種工況下的精確感知，想要車輛在各種環(huán)境下平穩(wěn)運(yùn)行，就需要運(yùn)用到多傳感器融合技術(shù)，該技術(shù)也是環(huán)境感知這一大類技術(shù)的關(guān)鍵所在。 決策層的作用在于接收來自車體自身感知器件以及來自車聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)虛擬空間信號(hào)，通過整合車載或云端處理結(jié)果，替代人類進(jìn)行決策判斷，輸出車輛控制信號(hào)。例如在車道保持、車道偏離預(yù)警、車距保持，障礙物警告中，需要預(yù)測(cè)本車與其他車輛、車道、行人等在未來一段時(shí)間內(nèi)的狀態(tài)，并做出下一步動(dòng)作決策。這項(xiàng)技術(shù)相當(dāng)于自動(dòng)汽車的“駕駛腦”，以算法為核心，并通過半導(dǎo)體等硬件技術(shù)對(duì)高速運(yùn)算提供支持。 執(zhí)行層主要是在系統(tǒng)做出決策后，替代人類對(duì)車輛進(jìn)行控制，反饋到底層模塊執(zhí)行任務(wù)。車輛的各個(gè)操控系統(tǒng)都需要能夠通過總線與決策系統(tǒng)相鏈接，并能夠按照決策系統(tǒng)發(fā)出的總線指令精確地控制加速程度，制動(dòng)程度以及轉(zhuǎn)向幅度等駕駛動(dòng)作。 前面已經(jīng)對(duì)自動(dòng)駕駛的環(huán)境感知，實(shí)時(shí)定位有過介紹，同時(shí)也介紹了SLAM定位和用GPS RTK定位。‘RTK+高性能慣性導(dǎo)航+里程計(jì)’將會(huì)組成一套較為完備的高精度定位系統(tǒng)，當(dāng)然如果高精度地圖能提供地圖反饋的功能，甚至基于高精度地圖可以判斷樓宇橋梁位置，并對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的遮擋及多路徑效應(yīng)做出提前預(yù)判，就能夠大幅提高RTK定位精度。 高精地圖包含有大量自動(dòng)駕駛所必須具備的信息。高精地圖除了靜態(tài)的地圖信息外，還有大量普通導(dǎo)航地圖所不具備的動(dòng)態(tài)高精地圖信息，比如道路擁堵情況、施工情況、是否有交通事故、交通管制情況、天氣情況等動(dòng)態(tài)交通信息。 高精度地圖包括大量的駕駛輔助信息，最重要的信息是道路網(wǎng)的精確三維表征。 高精度地圖還包括許多語義信息，地圖可能會(huì)報(bào)告交通燈上不同顏色的含義，也可能指示道路的速度限速，以及左轉(zhuǎn)車道的位置，例如交叉路口布局和路標(biāo)位置。另外高精度地圖做重要的特征之一是精度，手機(jī)上的導(dǎo)航只能達(dá)到“米”級(jí)精度，高精度地圖可以達(dá)到厘米級(jí)精度，這對(duì)無人駕駛車至關(guān)重要。 高精地圖一般具有以下四個(gè)特點(diǎn)。 它提供了先驗(yàn)的知識(shí)，它的感知范圍比現(xiàn)有的傳感器感知范圍要遠(yuǎn)很多。視覺和激光最多能達(dá)200米，但更遠(yuǎn)的地方以及視距范圍外的情況，傳感器是無法獲得的，而地圖具有無限遠(yuǎn)的數(shù)據(jù)感知。 地圖可消除傳感器的一些誤差。有些傳感器會(huì)判斷錯(cuò)，雖然現(xiàn)在這種情況越來越少了，但還存在。當(dāng)傳感器無法識(shí)別像金屬這些狀況時(shí)，通過地圖可以解決，同時(shí)地圖可以告知該地區(qū)誤差范圍可能是多大，通過一系列AI算法，可消除傳感器的一些誤差。 地圖不受惡劣天氣的影響，在雨雪天氣的情況下，幾乎任何傳感器都失效。但只要有位置信息和地圖，完全不可視的環(huán)境中，也能完成一些自動(dòng)駕駛功能。 地圖能夠表達(dá)傳感器無法獲得的部分知識(shí)，通過數(shù)據(jù)積累、挖掘獲得部分駕駛經(jīng)驗(yàn)的載體，可集成在地圖中作為一種相應(yīng)的知識(shí)傳達(dá)給每一個(gè)自動(dòng)駕駛終端，補(bǔ)充其他傳感器的一些功能。 定位，感知軟件及規(guī)劃都依賴高精度地圖，高精度地圖可以幫助車輛找到合適的行車空間，幫助規(guī)劃器確定不同的路線選擇，并幫助預(yù)測(cè)軟件預(yù)測(cè)道路上其他車輛在將來的位置，在有限速或障礙物的路段，高精度地圖可以使車輛提前查看，提前加速或者變道。 關(guān)于自動(dòng)駕駛的技術(shù)文章，可以參考前文，下面是鏈接： 自動(dòng)駕駛基礎(chǔ)合集（三）: LiDAR技術(shù)綜述； 自動(dòng)駕駛基礎(chǔ)（四十六)--傳感器融合一； 自動(dòng)駕駛基礎(chǔ)（四十七)--傳感器融合二; 自動(dòng)駕駛基礎(chǔ)(四十八)--傳感器融合三; 自動(dòng)駕駛基礎(chǔ)(四十九)--傳感器融合四 ; 自動(dòng)駕駛基礎(chǔ)(五十)--傳感器融合五; 自動(dòng)駕駛基礎(chǔ)(五十一)-無人駕駛操作系統(tǒng)一; 自動(dòng)駕駛基礎(chǔ)(五十二) -無人駕駛操作系統(tǒng)二； 自動(dòng)駕駛基礎(chǔ)(五十三) -無人駕駛操作系統(tǒng)三; 自動(dòng)駕駛基礎(chǔ)(五十四) -無人駕駛操作系統(tǒng)四; |
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