??自動(dòng)駕駛安費諾代理商已成為汽車(chē)行業(yè)發(fā)展的確定性趨勢，其最大的意義在于 解放駕駛員的雙手，帶來(lái)人類(lèi)空間意義首次的無(wú)縫連接。
??自動(dòng)駕駛的三個(gè)核心問(wèn) 題是：在哪里？去哪里？如何去？
??當中，定位系統在自動(dòng)駕駛中專(zhuān)注于解決“在哪里？”這個(gè)問(wèn)題。
??自動(dòng)駕駛主要的三種定位技術(shù)
??自動(dòng)駕駛獲得定位的技術(shù)方法通常有 3 種：
??1. 基于信號的定位：以通過(guò)全球衛星 GNSS 的衛星信號進(jìn)行定位的技術(shù) 為代表，其他還包括使用 WIFI，FM 微波等信號獲取信息等技術(shù)；
??2. 環(huán)境特征匹配：基于視覺(jué)或激光雷達定位，用觀(guān)測到的特征和數據庫 里的語(yǔ)義地圖或特征地圖進(jìn)行匹配，得到車(chē)輛的位置和姿態(tài)；
??3. 慣性定位: 依靠慣性傳感器獲得加速度和角速度信息，通過(guò)推算獲得 當前的位置和方位的定位技術(shù)。
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?1、GNSS 定位
??GNSS 定位技術(shù)是比較成熟的常用技術(shù)。GNSS 是使用三角定位法，通過(guò) 3 顆以上的衛星，可以準確地定位地球表面的任一位置。
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??自動(dòng)駕駛通常使用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù)(RTK)獲得較高精度的定位
??首先需要在地面上建基站（Base Station，基站建立時(shí)，可得到基站的經(jīng)緯度等精確位置信息。
??當基站的 GNSS 接收機與車(chē)載 GNSS 接收機相距<30km 時(shí)，可認為兩者的 GNSS 信號通過(guò)同一片大氣區域，即兩者的信號誤差基本一致。
??根據基站的精確位置和信號傳播的時(shí)間，反推此時(shí)的信號傳播誤差，之后利用該誤差修正車(chē)載的 GNSS 信號，即可降低云層、天氣等對信號傳輸的 影響，從而實(shí)現高精度(分米甚至厘米級)的定位。
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??GNSS-RTK 技術(shù)的定位結果精度較高且穩定，目前已廣泛應用于自動(dòng)駕 駛導航系統中， 但該方法也有比較明顯的缺陷——依賴(lài)衛星信號。定位成功 至少需三顆可見(jiàn)衛星，然而在實(shí)際的運行環(huán)境中，例如城市峽谷，由于多路徑 效應、衛星信號被遮擋等原因，會(huì )使可見(jiàn)星數目不足，這種情況將影響 GNSSRTK 定位和測速的精確性以及其可靠性。
??2．環(huán)境特征匹配定位
??使用攝像頭和激光雷達等傳感器，獲取周?chē)h(huán)境信息，經(jīng)過(guò)處理后也可 以獲得定位信息。
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??以激光定位為例，激光點(diǎn)云定位一般先通過(guò)激光雷達，獲取車(chē)上的實(shí)時(shí) 點(diǎn)云，獲得目標空間分布和目標表面特性的海量點(diǎn)集合。經(jīng)過(guò)處理后的點(diǎn)云 數據與預先制作的地圖進(jìn)行匹配，最終得到車(chē)輛的距離、角度和邊界信息。
??3．慣性定位
? ??從慣性傳感器（包含加速度計和陀螺儀）得到每一刻的加速度和角速度，通過(guò)時(shí)間積分，得到速度和角度，再通過(guò)空間累加，就可以推算出實(shí)時(shí)的位置。
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? 這三種定位方法各有優(yōu)劣。其中，慣性導航定位可保證不受外界信息影響， 在任何時(shí)刻以高頻次輸出車(chē)輛運動(dòng)參數，為決策中心提供連續的車(chē)輛位置、 姿態(tài)信息，具有任何傳感器都無(wú)法比擬的優(yōu)勢。慣性導航系統是高精定位中必不可少的關(guān)鍵部件。? 而自動(dòng)駕駛定位系統的最核心關(guān)鍵詞是高精度。高精定位能夠實(shí)現極端 天氣和環(huán)境下的車(chē)道級定位、高精度定位要能實(shí)現感知信息的時(shí)空同步、 降低自動(dòng)駕駛系統運算力要求、降低系統復雜度、有利于實(shí)現 V2X 應用及 自動(dòng)駕駛的安全性和舒適性。
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??慣性導航系統是自動(dòng)駕駛中必不可少的關(guān)鍵部件
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慣性導航在自動(dòng)駕駛定位系統中具有不可替代性。慣導具有輸出信息不間斷、不受外界干擾等獨特優(yōu)勢，可保證在任何時(shí)刻以高頻次輸出車(chē)輛運動(dòng) 參數，為決策中心提供連續的車(chē)輛位置、姿態(tài)信息，這是任何傳感器都無(wú)法比 擬的。?
??慣性導航系統是唯一可以輸出完備的六自由度數據的設備，慣導能夠 計算 x, y, z 三個(gè)維度的平動(dòng)量（位置、速度、加速度）和轉動(dòng)量（角度、角速度），并可以通過(guò)觀(guān)測模型，推測其他傳感器狀態(tài)的測量值，再用預測值和測量值的差用于加權濾波。若要獲得實(shí)時(shí)的姿態(tài)角、方位角、速度和位置，慣導 是唯一的選擇。
? 慣性導航的數據更新頻率更高，可以提供高頻率的定位結果輸出。攝像頭的幀率一般是 30Hz，時(shí)間不確定性為 33ms；GNSS 延遲一般是 100-200ms；而慣導預測狀態(tài)的延遲最短只有幾 ms，因此可以用慣導估算并補償其他傳感器的延遲，實(shí)現全局同步。? 在車(chē)輛行駛的時(shí)候，GNSS 的延遲是 100ms，攝像頭拍攝環(huán)境目標時(shí)，圖像實(shí)際位置和 GNSS 報告的位置將會(huì )出現不一致，假設汽車(chē)時(shí)速 120km/h，100ms 的延遲意味著(zhù) 3.3 米的距離的延遲，此時(shí)地圖和目標識別的精度再高也 失去意義。而如果使用組合慣導，位置的延遲將約為 2.5ms，由此導致的誤差 僅為 0.08m，更能夠保證行車(chē)的安全性。??
? 慣性導航是定位信息的融合中心，融合激光雷達、攝像頭、車(chē)身系統的信息。在 L3 及更高級別的自動(dòng)駕駛汽車(chē)中，將引入更多的傳感器來(lái)支撐系統的功能，慣導系統是所有定位技術(shù)中最容易實(shí)現與其他傳感器提供的定位 信息進(jìn)行融合的主體，作為定位信息融合的中心，將視覺(jué)傳感器、雷達、激光雷達、車(chē)身系統信息進(jìn)行更深層次的融合，為決策層提供精確可靠的連續的 車(chē)輛位置、姿態(tài)的信息。
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??目前，GNSS+IMU 構成的組合導航系統（INS）是主流的定位系統方案。
??慣性導航系統與衛星定位所得的車(chē)輛初始點(diǎn)結合，可以得到實(shí)時(shí)的精確 定位。慣導系統原理是是通過(guò)加速度的二次積分，得到相對的位移變量。但僅 依靠慣導，無(wú)法獲得車(chē)輛的絕對位置，因此必須加入 GNSS 所得的車(chē)輛初始 點(diǎn)信息，即通過(guò)原始參照點(diǎn)+相對位移的方法，共同實(shí)現既準確又足夠實(shí)時(shí)的 位置更新。
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