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GGSI研發新技術 用探地雷達改善自動駕駛導航

來源:蓋世汽車 2019-11-26 10:00中投投資咨詢網 A-A+

   據外媒報道,全球范圍內的自動駕駛汽車導航都得到了完善,但是在自動駕駛汽車真正普及之前,首先需要解決一系列問題。其中之一就是惡劣的天氣條件,可能會影響到目前自動駕駛汽車使用的傳感器技術,此類傳感器技術可以確定車輛位置以及車輛在其他移動物體中的位置。而Geophysical Survey Systems(GSSI)研發的一項名為TerraVision的技術采用探地雷達,可以改善自動駕駛汽車的導航。

  GSSI公司工程副總裁David Cist博士表示,與普通的AR傳感器不同,探地雷達的優點在于不受天氣條件影響。“沾上雨水、霧和泥漿,或者車窗變臟,會擾亂信號,傳感器就會失靈。雪會將道路覆蓋,將車道油漆、道路標志和其他用于導航的標志遮蓋。雖然,除了天氣影響,如果沒有建筑物或樹木遮擋,GPS的導航效果也很好。但是,夜間條件,特別是下雨的夜晚會對導航造成挑戰。此外,季節變化將地圖改變也對導航造成很大的影響。”

  創建地下數字指紋

  GSSI的LGPR技術(Localizing ground-penetrating radar,定位探地雷達)通過將無線電波發送至地面,在地下創建一個數字指紋,用于定位配備了TerraVision的車輛。由于電波能夠穿透地下三米,而且會反射巖石、樹根、土壤和管道。反射回來的信號將用于構建地下情況的3D地圖。將此類圖像拼接在一起就創建了一個完整的3D指紋,任何配備了LGPR技術的車輛都可以采用該指紋來確定自己的位置。此外,創建完整的地上和地下地圖,提高了自動駕駛汽車在任何條件下都能定位和導航的可能性。

  幾乎所有的自動駕駛汽車導航都需要依賴攝像頭和激光雷達創建的3D地圖。然后,自動駕駛汽車配備的攝像頭和激光雷達傳感器可采用包含道路標記、街道標志、建筑物和其他知道位置的地圖用于定位。TerraVision也是一樣,只是生成的3D地圖是有關地下的。采用此類地圖,任何配備TerraVision的車輛都知道自己的地理位置。當配備了TerraVision的車輛能夠在參考地圖上找到對應的數據或指紋,就可知道自己的位置。當車輛移動,下一份數據可能重新在地圖中找到對應的數據。每匹配一次,就可以計算出車輛的前進方向和速度,從而追蹤車輛。與其他地圖一樣,TerraVision參考地圖需要以某種方式進行地理定位,要么通過一臺精確的GPS,或者整合至其他地面地圖,從而形成一個強大的導航系統,以減少失效。

  性能測試

  麻省理工學院(MIT)多年的實驗證明了LGPR技術的潛力。現在,GSSI通過更快的硬件、更智能的軟件以及尺寸更小的機械設計改進了其性能。GSSI重新設計了射頻切換,將功耗減少了4倍,電波發射減少了100倍以上,顯著縮小了尺寸,使其更能夠不受天氣影響,性能也得到改善。在今年6月下旬,在馬薩諸塞州Devens 的一個閉環現場試驗中,TerraVision被成功集成至L2自動駕駛測試車中。L2自動駕駛汽車需要駕駛員坐在駕駛座,以隨時控制汽車,不過L2系統可以控制轉向和加速。

  考慮到美國FCC(聯邦通信委員會)的限制具不確定性,全球多家公司(包括兩家致力于自動駕駛導航的大型日本和德國公司)要求GSSI開發和測試LGPR,GSSI最初決定將重點放在海外。今年年底,GSSI在德國對LGPR技術的性能測試將可以確定該技術是否有效。

  準確性

  憑借積累多年的專業知識和數據,GSSI可以證明十幾年來,GPR地圖仍絕對可靠,而且GSSI擁有的地球物理學經驗也可以確保LGPR地圖穩定且可靠。LGPR測試顯示,在以高速公路速度行駛時,車道內定位精度約為4cm,與其他自動駕駛汽車導航傳感器的精度相當。例如,GPS導航精度為30cm,城市、森林和隧道除外。而激光雷達、雷達、攝像頭等其他傳感器可以掃描地面及周圍環境的特征,精度約為10cm,但是此種導航很容易就被雨、雪、灰塵、霧甚至落葉破壞。

  為自動駕駛汽車導航添加LGPR技術,能夠抵償危及生命的傳感器失效的情況。如果國際LGPR現場測試可以證實MIT和GSSI的結果,對于自動駕駛汽車行業來說,就是一個巨大的勝利,因為影響用戶對自動駕駛汽車接受度的因素就是自動駕駛汽車需要在所有條件下都能夠無故障地定位。所有傳感器都有局限性,TerraVision也不例外。不過,如果自動駕駛汽車要達到L3,其配備的傳感器就必須能夠在所有條件下彌補彼此的不足。

關鍵詞:GGSI 雷達 自動駕駛導航
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