第十四课 高精度地图与定位
教学目标:
1.了解高精度地图元素
2.知道三点定位
教学过程:
一、激趣导入
师:无人驾驶汽车会不会迷路呢 我在哪儿 我要往哪儿去 有了高精度地图和导航、定位系统,无人驾驶汽车就不会迷路了!
二、知识站
1.高精度地图。
普通电子地图的精度通常是米级别,只记录道路级别的数
关于E据。而高精度地图可以精确到厘米级别,数据维度更多体现在其包括了除道路信息之外的与交通相关的周围静态信息。高精度地图一般含有道路元素、路口元索、交通信号元素和其他与道路交通元素相关的信息。如图14-2所示。其中,道路元素含有车道中心线、车道边界、车道方向、车道限速等信息,其他元素一般包含建筑物、障碍物、人行横道、其他交通工具等。无人驾驶汽车只有准确地获取这些信息,才能基于综合信息做出智能化路径规划及行驶决策。
2.三点定位与全球导航卫星系统GNSS
定位系统是指确定物体空间位置的装置。GNSS的全称是全球导航卫星系统,它是由多个卫星导航定位及其增强型系统组成的大系统。定位一个物体需要由三颗卫星来确定,确定一个人的位置需要三颗卫星,测出一个人与第一颗卫星的距离
需测出其与第二颗卫星的距离。再测出其与第三颗卫星的距离。
3.中国北斗卫星导航系统
中国北斗卫星导航系统(简称BDS)是我国自行研制的全球卫星导航系统,也是最先进的卫星导航系统。北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成,可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务,并具有短报文通信功能。
三、操练场
1.打开“爱熊图形化编程”,删除角色“熊小聪”,上传角色“汽车”。
2.添加名为“Xy-grid”的背景,
3.设计程序,如图14-6所示。
4.运行程序,观察效果。
四、作业:了解智慧谷
传统导航系统基于普通电子地图,提供基础道路导航功能,包括由A地到B地的路径规划、车辆和道路的定位匹配、目的地查询、结合地图显示和道路引导等功能。
驾驶员观察道路及周围环境,结合导航系统提供的信息完成日常的导航和驾驶需求。
普通电子地图的使用者是人,人类可依靠自身强大的感知能力,识别自身位置及关键标志物等,所以,普通电子地图只是辅助驾驶员作导航使用。
随着定位技术的发展,高精度的定位已经成为可能,它需要存储交通场景中的各种交通要素,包括普通电子地图的道路网络数据、车道网络数据、车道线以及交通标志等数据。
普通电子地图的使用者是人类驾驶员,高精度地图的使用者是自动驾驶系统。普通电子地图不需要把道路的细节完全展现;高精度地图为了让自动驾驶系统更好地识别交通情况,从而提前做出行驶方案,会把道路形状的细节进行详细、精确展示,实现与真实道路情况完全一致。
高精度电子地图的制作类似于拍电影,一般需要高精度地图采集车在不同道路上行驶,采集各个类型道路信息及道路元素信息,然后将拍摄的道路数据信息进行处理,经过验证后再进行发布,即外采、后台数据化处理、人工验证与发布等几个基本环节