学术交流 高精地图数据运用分发引擎建造实践

发布时间:2022-06-05 06:31:00 | 作者:环球体育竞猜

  高精地图(High Definitation Map,HD MAP),和一般导航电子地图的首要差异是精度更高、信息更丰厚。精度更高首要体现在高精地图的肯定坐标精度更高(指的是地图上某个方针和外部的实在国际事物地点方位之间的精度),能够准确到厘米等级;信息更丰厚首要体现在高精地图不只包括了路途信息,还涵盖了简直一切与交通相关的周围静态信息。

  比较于一般导航电子地图,高精度地图所包括的路途交通讯息更丰厚和准确。除此以外,在运用场景方面,一般导航地图首要供驾驭员运用,而高精度地图是面向机器的、供主动驾驭轿车运用的地图。

  精度是高精度地图与一般导航电子地图的最大差异。一般车载电子导航地图的精度一般在10米左右,高精度地图运用在主动驾驭范畴,需求准确定位到具体某条车道上,还需求知道周围一切或许参加主动驾驭决议计划的路途和交通讯息,精度需求到达10~20厘米,这样的精度基本上和一个车道边线的宽度差不多,才干确保智能驾驭的轿车不会跨越到其他车道,防止与其他车辆产生旁边面磕碰的危险。一般导航电子地图要描绘出路途(link),而高精度地图不只要描绘路途,还会描绘出一条路途上有多少条车道(lane),实在地反映出路途的实践款式。

  具体的车道线信息:车道之间的车道线是虚线、实线仍是双黄线,线的色彩,路途隔离带,隔离带的原料都会有描绘。

  此外,人行横道,路途沿线看板,限速标志,红绿灯,路旁边电话亭等等,这类一般统称为LandMark Object的肯定地理坐标,物理尺度以及他们的特质特性等也都会出现在高精度数据中。

  ADAS(Advanced Driver Assistant System,高档驾驭辅佐体系)运用需求用车辆前方路网及特点数据信息用于决议计划控制及判别,一般数字地图数据一般仅供导航体系运用,但高精地图数据可供车辆内的其他ADAS运用运用,因而需求依托高精数据及用于高精数据播发的高精数据分发引擎。ADASIS(ADAS接口标准)界说了“ADAS电子地平线”的概念,“ADAS电子地平线”表达了车辆前方的路网及路网特点信息。为了完成这种表达方法,咱们需求构建车辆的方位模型以及车辆前方路网的各个或许行进的路途模型,能够经过一个树状的层次结构来表达可通行的路途。此外,路途的几许形状及相关特点也会树立相关的特点模型来表达。“ADAS电子地平线”数据经过车载以太网络来序列化及传输。

  即高档驾驭辅佐体系,运用车载传感器感知车辆环境,并交融核算,预先让驾驭者发觉或许产生的危险,有用提高车辆驾驭的安全性、经济性和舒适性。

  ADAS论坛拟定的职业国际标准,用于标准地图数据和车辆ADAS运用之间交流地图数据的标准接口协议。

  高精数据分发引擎作为高精数据及ADAS运用的桥梁,其价值总结下来有以下几个方面:

  主动驾驭长途视距的需求,高精地图作为主动驾驭的地图传感器,能够供给更牢靠的超视距规模,支撑更牢靠的决议计划判别。

  高精数据分发引擎与ADAS运用的联系数据分发引擎涉及到以下几个部分组成及交互:

  高精数据分发引擎由多个层级组成,包括引擎层、协议安排层、体系适配层,相关的渠道及东西支撑如下图所示:引擎层:高精数据的加载,解析及车路途网数据的安排。

  适配层:首要担任和体系对接及交互,并将安排的协议数据分发给ADAS运用。

  数据分发引擎的路网模型包括三层的模型笼统,首要经由实际国际模型笼统成高精路网模型,再由高精路网模型进一步安排及区分笼统为Path及Offset表达的树状模型。

  实际国际的笼统模型的表达数字化地图模型及用户设置的导航途径,地图要素的表达在数据化地图模型的车辆方位及路网表达在车辆方位邻近的路网模型经过links来表达路网之间的衔接联系。在数字地图数据库中,路途网表明为一组衔接和界说链接之间的节点组成。从ADAS运用视点来看,对车辆后方的路网并不关怀,因而数据分发引擎由车辆前方的路网组成。将车辆前方路网按Path来安排,每个Path是一组link的调集。车前方的路网数据能够经过两种算法来表达。

  简略Path方法,从车地点link开端,每个能够通行的途径都独立表达为Path.优化途径安排方法,这种方法削减了数据冗余,也能够完好表达车辆前方的路网数据。因而,数据分发引擎依据车辆前方及其周围环境的路网形状描绘为不同途径和地图数据特点的调集,组成猜测树。这个猜测树由多条途径衔接而成,每一条途径代表一部分路途,及路途与路途之间的交叉点。

  一旦车辆移动更改其方位时,猜测视图也会更改,一些车后方的的途径或许会被删去,或车前方的途径或许会添加新的。途径的特征表达为一组特点,如高速及城快路网自身包括的车道数、几许形状、曲率等。特点在途径上的方位用一组偏移值表明,偏移值是一种间隔符号,经过界说沿途径自身的肯定间隔,以厘米表明。一条途径的原点是零偏移值点,特点的偏移值表明特点自身和途径原点之间的间隔。假如途径是新开端的而且没有父途径,则偏移值0点为车辆地点的开端方位。

  数据分发引擎的特点模型数据来源于高精路网上的特点信息,界说为沿着Path表达,并界说在Path上的方位,经过Offset来表达。例如,速度限制特点为途径上的点供给速度限制值。

  特点模型依据插值类型能够分为以下三种不同的类型,即Spot, Step, Linear类型Spot类型的特点只要在Path内某一给定的Offset方位有用,特点的不同由不同的Offset方位来表达。例如交通灯能够界说为Spot类型的特点,由于能够被表达为Path内某一方位存在这个点特点。

  Step类型的特点界说为到下一特点的Offset方位处一向有用。特点表达为Path上的Offset到EndOffset区间规模内的值。如上图所示比如中,Path长度为200。速度限制80是全体有用,从Offset 0点到200。从偏移量50和100开端有两个限速值。因而整个图上特点散布如下:

  Linear类型的特点界说为在给定的方位间进行线性差值表达。线性插值型特点不是接连表达的,在同一个Offset处,左面的值和右边的值是不同的,特点模型用以下方法来表达这种不接连的特点值。

  在Offset处,存储一个特点,值存储左面的特点值,EndOffset为0。

  在数据分发引擎中,车的方位信息能够经过Path, Offset来表达。在不确定情况下,车的方位或许存在于多个Path上,因而需求用一个调集来描绘车的方位信息。经过车方位信息能够表达以下信息:

  车方位信息的TimeStamp值表达了接纳到传感器信息的时间时间值。车的方位信息还能够表达前方更或许挑选的Path途径。如上图中左面或许挑选的途径是P1, 右图为P3。

  数据分发引擎经过pathControl音讯来同步AHP及AHR之间的路网Path数据。

  当pathControl音讯和前次坚持不变时,AHR收到音讯后坚持当时路网不变。

  经过profileControl同步特点数据。3.5 高精数据分发引擎与接纳端的交互机制

  订阅/发布形式现在高精数据分发引擎建造时选用的是“恳求/供给”方法,AHP向AHR发送 ADAS message, AHR能够恳求及反应信息。3.6 辅佐AHP及ADAS运用交融

  ADASIS协议中并不是一切的数据都由数据分发引擎供给,也能够添加辅佐的AHP引擎。辅佐的AHP引擎能够发送传感器信息或传感器的交融信息。构成的主数据分发引擎及辅佐的AHP引擎。

  依据主AHP及辅佐AHP引擎,能够完成2种ADAS运用的交融方法,即下流交融及上游交融。下流交融

  在AHP端不做交融处理,经过通讯方法把各个传感器数据及高精地图数据传给AHR端,进行交融的处理,然后再传给ADAS功用运用。上游交融

  在AHP端做交融处理,将交融成果经过协议传给AHR处理,直接作用于ADAS功用。质量建造

  用于承载“地图数据+高精定位”才能的车规级软硬一体化产品,有别于纯软件的产品形状。(以下称号都指高精地图盒子:定位盒子/MAP ECU/MAP BOX/HDLM...其间L:Localization M:Module)

  根底硬件:体系级芯片(SoC)、内存、存储、IMU(可选),维护壳体...

  使命分工明晰:车企能将以这种架构将功用拆解为小模块,别离提出产品要求进行管控,防止全黑盒计划无从下手。遇到交给危险时能够替换供货商。

  芯片选型、硬件规划、网络安全、体系诊断等细节作业能够交给专业的供货商;地图质量、在线更新以及回传等功用安全层级存在不确定性、需求与AD ECU隔脱离,以使AD ECU满意功用安全要求。

  集成V2计划、下降不确定性:AHP V2大多在车机端,计划已跑通,所以将地图和V3选用类似的方法能够躲避新架构的不确定性。

  车企内部原因简单推动:部分车企,高精地图事务规划导航地图部分,若自下而上推动盒子计划,对全体架构改动较大,很难推动。

  削减跨域通讯对车载网络带宽的占用:用于感知的传感器大多与域控制器相连,假如将地图及定位放在域控制器,后端运用不需求跨域通讯就能够直接或直接运用地图,削减关于车载网络带宽的占用。

  更适用于走自研路途及选用全体计划的车企:关于走自研路途的车企,以及选用单一计划商供给完好计划,没有必要将功用模块分隔布置。

  纵向定位多结合路牌obj、车道几许等相关信息,横向定位多结合车道线、护栏等相关信息。

  主动安全运用多结合传感器(毫米波雷达、摄像头)信息和地图数据进行匹配纠偏,然后提高定位精度。

  驾驭环境首要依托地图判别:(1)高速城快;(2)车道线)无引发报警或制动的物体或事情:包括动态路途环境;(5)非夜晚,气候状况良好(能见度200米以上)。

  车道类型:主动驾驭依托车道类型来区分可行进区域,假如类型错误解导致车辆行进在非行进区域,会给自车带来安全隐患;一起在自主安全泊车的场景中,假如车道类型错误解直接导致自主安全停 车的的自主性和安全性。

  车道线类型:辅佐摄像头进行车道线线型辨认;和摄像头进行比照查看,从而进行车道坚持。

  上/下JCT,会依据导航途径标识和车辆前方路网判别是否上/下JCT,并提早对变道匝道侧进行提示。

  主动变道进入JCT/合入高速,会依据车道线线型辅佐摄像头进行车道线线型辨认,并和摄像头进行检测比照,线型的真假判别车辆变道的机遇。

  一方面,考虑进一步交融AHP V2,V3的架构规划,更好的辅佐主动驾驭。此外,作为数据闭环的一部分,丰厚数据供给及收回才能等。

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