高精准定位助力卡车无人驾驶变道 - 国际前沿 - 智能交通世界网_智慧交通网 ITS114.COM|中国智能交通领先的门户网站
  • 高精准定位助力卡车无人驾驶变道

    2020-07-01 09:28:40 来源: ITS114 作者:刘艳 评论:
    分享到:

    2月消息,由德国弗劳恩霍夫集成电路研究所(Fraunhofer Institute for Integrated Circuits IIS,简称Fraunhofer IIS)及其合作伙伴RISE、斯堪尼亚、Waysure、Ceit-IK4、Baselabs,Commsignia合作组成的一个欧洲财团,该财团开发出了精确可靠的位置检测解决方案ProPart(为自动驾驶道路运输提供精确而稳定的定位),从而帮助自动驾驶车辆提高运输效率和交通安全。该项目演示了斯堪尼亚无人驾驶卡车如何在瑞典布罗斯AstaZero测试基地成功演示了一辆卡车在两辆小汽车之间进行全自动并道的过程。

    image.png


    ProPart项目通过利用“伽利略”卫星定位数据,并结合其他定位和传感器技术,开发并增强了Waysure现有的RTK(实时运动学)解决方案,目前可以实现分米级定位。

    RTK是一种基于GNSS的定位技术,可以通过对伪距(伪距是指移动站完全没接收到卫星信号,这时测得的坐标数据都是无效的)和载波相位的测量来实现距离测量,预期使用载波相位测量可以实现厘米级定位精度,但必须解算整周模糊度。由欧洲全球导航卫星系统局(GSA)资助的ProPart项目,针对GNSS信号弱的区域,还利用了西班牙研究机构Ceit-IK4提供的超宽带测距系统进行补充。

    全方位定位是关键

    ProPart项目合作伙伴之一RISE介绍,卡车上部署了车载传感器,与道路传感器和交通监控雷达一起为实现自动变道提供决策支持。

    Waysure首席执行官James Tidd指出,卡车无人驾驶比小汽车面临更多的挑战,必须在车的四周部署更多的传感器、雷达。卡车的平均宽度为2.55m,而小汽车则是1.8m,但是车道不会因此变宽,卡车可移动的空间变小,对定位的精度要求也更高。而ProPart定位管理器整合了所有的运动和位置信息。卡车的移动变道不一定与前后车辆行驶路线相同,这就可能需要不断变换车道。

    “ProPart定位管理器就像‘厨师’,负责整合材料并分发。全方位定位是关键,它需要基于高精度地图,让车辆更容易理解周围环境。”

    短时间内连接中断信号

    该解决方案在弗劳恩霍夫集成电路研究所的GOOSE(具有开放软件接口的GNSS接收器)平台上运行,并融合RTK定位技术,该技术涉及IMU(惯性测量单元)数据、里程计和GNSS信号。另外,还包括与GNSS信号配合使用的IMU,以提供稳定、高可用性服务。

    James Tidd补充道:“在这个单元中,GOOSE平台可实现GNSS信号跟踪、实现深度耦合,同时,这也是RTK解决方案完全融合超宽带、里程计、IMU、GNSS的地方,他强调,这些组件必须放在一个点上,但也要了解天线瞬时相位中心与天线量测参考点(ARP)之间的偏差。

    James Tidd警告说:“卡车如果车身摇摆,意味着达到2cm的定位精度几乎不可能,可能会形成更大的误差。”

    他将基于双差观测值的卡尔曼滤波(DDKF)子系统描述为“混合锅”,“厨师”可以从中提取不同传感器信息进行处理,为系统其它部分提供“定位速度姿态解决方案”。结果表明,DDKF和RTK解决方案需要3至10秒时间重新获取定位。

    所以,如果平台在短时间内丢失了信号,几乎可以立即响应重新获得定位信息。这种多频率、高精度编码技术可以在车辆运行中完成初始化过程。

    斯堪尼亚演示


    此次演示在AstaZero道路安全测试基地进行,Scania的无人驾驶卡车行驶在两辆由人驾驶的汽车中间。

    image.png

    Scania的无人驾驶卡车行驶在两辆人为驾驶汽车的中间

    斯堪尼亚企业代表Fredrik Hoxell表示,当后方跟驰车辆没有超速或者前方车辆行驶较慢时,卡车可以进行变道。

    在第一个测试场景中,卡车以较慢的行车速度跟驰在前车后面,并等待其变道。“系统最初就应该得出无法执行变道的结论,一旦障碍车移开,系统就能识别出道路空间充足,并执行变道。”

    第二个测试场景是所有车辆以相同的速度行驶,直到有足够的道路空间进行变道。

    Scania的无人驾驶卡车配备了两个侧面雷达、车载传感器和一个智能相机。同时,还配备了高精度里程计、转向驱动轴和一名安全员,以了解其前进方向。

    Fredrik Hoxell透露,感知车道空间由ProPart本地动态图层处理,并支持系统决策。

    本地动态图层会作出安全变道的指示,不会造成交通事故。另外,还更新了路缘检测,将为车辆提供新任务,重新生成行车路线。

    通讯中心

    在该项目中,Commsignia提供短程通信技术,对测试功能进行开发设计,例如用于校正数据的RTCM、用于发布空间和物体信息的CPM(集体感知消息)。以V2X单元作为通讯中心,从外部设备收集的信息融入路边单元(RSU)中,再传输至不同的V2X服务中。

    Commsignia科研项目主管表示,该公司着手共享路边传感器数据信息。他说:我们需要定义如何提取道路空间信息,以便传感器可以确定道路空间而不是障碍物。另外,还需要确定如何获取这些信息并增强CPM,以更好地传输。

    CPM模块负责传输传感器检测信息,还用于已存在的对象,在传感器检测区域内定义它们。在检测区域内,可以定义道路空间,可以在1到10赫兹频段之间自由传输,因此传输相对较快,Commsignia还为超宽带提供了“重叠服务”,这有助于提升系统的可靠性。

    Commsignia科研项目主管总结道:“我们正使用GOOSE平台获得数据校正服务,也添加了RTCM和其他功能。路边的UWB基站提供稳定的超宽带定位服务,并允许雷达生成CPMS。”

    环境感知

    德国软件公司Baselabs融合了传感器和雷达的数据,形成汽车周围环境的统一视图。Baselabs开发了下一代环境模型,完整呈现车辆外围环境,再评估是否可以执行变道。

    Baselabs表示,该环境模型从车载传感器、Commsignia的RSU和ProPart定位管理器上连接的雷达系统获取数据输入,以评估动态交通流和静态道路空间。虽然卡车的自动变道比小汽车更具挑战性,但ProPart项目表明,各设备的相互协作可以更全面地感知车辆外围环境。

    Fraunhofer的GOOSE 平台

    弗劳恩霍夫集成电路研究所开发了GOOSE平台,以提供对标准数据和特定原始数据的访问,克服了现有接收器的局限,使GNSS接收器可在各种应用场景中使用。

    研究所解释说,GOOSE使用的是伽利略卫星导航服务提供的OS-NMA服务(开放服务导航消息认证)。该服务通过加密伽利略卫星信号,使得伪造位置相当困难,从而为车辆持续提供可靠位置。


    文/ITSinternational 译/刘艳

  • 关键字: 无人驾驶
  •    责任编辑:刘艳
  • 关于我们
  • 联系我们
  • 广告赞助