Βαθμονόμηση μη επανδρωμένου αυτόνομου οχήματος logistics

Η βαθμονόμηση των αυτόνομων οχημάτων είναι ένα κρίσιμο βήμα στην αυτόνομη οδήγηση και την τεχνολογία ρομποτικής.Η βαθμονόμηση περιλαμβάνει τη δημιουργία γεωμετρικών και μαθηματικών σχέσεων μεταξύ διαφόρων αισθητήρων του αυτόνομου οχήματος.Εάν η βαθμονόμηση είναι ανακριβής, το όχημα μπορεί να "βλέπει πράγματα παραστραμμένα" ή "να αποκλίνει από την πορεία",που οδηγεί σε αποτυχίες πλοήγησης ή ακόμη και συγκρούσεις.

Η βαθμονόμηση των αυτόνομων οχημάτων χωρίζεται κατά κύριο λόγο σε τρεις κατηγορίες: εσωτερική βαθμονόμηση αισθητήρα, εξωτερική βαθμονόμηση αισθητήρα (συγχρονημένη βαθμονόμηση) και βαθμονόμηση πλαισίου/κινηματικής.
1. Κλιμάκωση εγγενών παραμέτρων του αισθητήρα
Η εσωτερική βαθμονόμηση αναφοράς αντιμετωπίζει το ζήτημα της ακρίβειας των αισθητήρων και συνήθως ολοκληρώνεται ανεξάρτητα πριν από την αποστολή ή την εγκατάσταση.
①Σκοπός της βαθμονόμησης των εγγενών παραμέτρων της κάμερας είναι να ληφθεί η εστιακή απόσταση, το κύριο σημείο,και παραμέτρους στρέβλωσης (για την εξάλειψη στρεβλώσεων βαρέλι και μαξιλάρι πινακίδας των ψαρομάτινων ή κανονικών φακών) της κάμερας.

Συνηθισμένη μέθοδος: μέθοδος βαθμονόμησης Zhang Zhengyou (χρησιμοποιώντας μαύρο και άσπρο σκακιέρα ή πίνακα βαθμονόμησης σημείων, λαμβάνοντας πολλαπλές φωτογραφίες από διαφορετικές γωνίες).

②Ο σκοπός της βαθμονόμησης των εσωτερικών παραμέτρων της ΜΜΕ (Ινερσιακής Μονάδας Μετρήσεων) είναι ο προσδιορισμός της μηδενικής προκατάληψης, του συντελεστή κλίμακας και του θορύβου του επιταχυντηρίου και του γυροσκόπου.

Συχνές μέθοδοι: στατική ανάλυση διακύμανσης Allen, δοκιμή περιστροφής πολλαπλών θέσεων.

2. Καθορισμός εξωτερικών παραμέτρων αισθητήρα

Η εξωτερική βαθμονόμηση εξετάζει τις σχέσεις θέσης μεταξύ των αισθητήρων και μεταξύ των αισθητήρων και του σώματος του οχήματος (διαστημική σχετική μήτρα περιστροφής R και διανυσματικός διανυσματικός φορέας T),που αποτελεί το θεμέλιο της σύντηξης πολυαισθητήρων.

①Κάμερα και LiDAR

Σκοπός: Να ευθυγραμμίσει το 3D point cloud από το LiDAR με τα 2D pixel εικόνας από την κάμερα, επιτρέποντας "χρωματισμό του point cloud" ή "προσθήκη βάθους στην εικόνα".

Μέθοδος: βαθμονόμηση του στόχου: τοποθετείται ένας πίνακας βαθμονόμησης στη σκηνή, ταυτόχρονα απομακρύνονται οι γωνίες του σκακιέρας από την εικόνα και τα επίπεδα των άκρων από το σύννεφο σημείων,και να λύσει για τις εξωγενείς παραμέτρους χρησιμοποιώντας έναν αλγόριθμο βελτιστοποίησης.

Χωρίς στόχο (σε απευθείας σύνδεση) βαθμονόμηση: Χρησιμοποιώντας άκρες στο φυσικό περιβάλλον, όπως γραμμές κτιρίων, για να ταιριάζουν με τις άκρες των κλίσεων εικόνας και τις εντάσεις των πυκνών νεφών.

2 LiDAR και σύστημα αδρανειακής πλοήγησης/σώμα οχήματος

Σκοπός: Μετατροπή των δεδομένων που μετρούνται από το lidar στο κέντρο του αυτοκινήτου (συνήθως το κέντρο του πίσω άξονα ή το κέντρο IMU) για να διασφαλιστεί ότι το κτίριο χάρτη και η τοποθέτηση δεν παρασύρονται.

Μέθοδος: Το αυτοκίνητο εκτελεί κυκλική κίνηση σε σχήμα "8", οδήγηση σε ευθεία γραμμή ή περιστροφή σε θέση στον ορίζοντα ή σε συγκεκριμένο πεδίο.Με την αντιστοίχιση των χαρακτηριστικών του σημειακού νέφους με την ολοκληρωμένη τροχιά της IMU, υπολογίζεται η σχετική στάση.

3 Πολλαπλή βαθμονόμηση LIDAR

Στόχος: Όταν ένα όχημα είναι εξοπλισμένο με πολλαπλά lidar (όπως ένα πρωταρχικό lidar και δύο lidar αντιστάθμισης τυφλού σημείου),τα σύννεφα σημείων από αυτά τα λιντάρ πρέπει να ράβονται μαζί για να σχηματίσουν μια πλήρη εικόνα 360 °.

Μέθοδος: Εξάγεται κοινά χαρακτηριστικά (όπως επιφάνειες εδάφους και τοίχων) στην επικαλυπτόμενη περιοχή και χρησιμοποιείται ο αλγόριθμος ICP (Iterative Closest Points) για την καταχώριση.

3. Κλιμάκωση πλαισίου και κινηματικής

Η βαθμονόμηση του πλαισίου αντιμετωπίζει τα ζητήματα ακρίβειας των ενεργοποιητών και των μετρητών οδομετρίας, εμποδίζοντας το ρομπότ να "σκεφτεί ότι έχει ταξιδέψει ένα μέτρο όταν στην πραγματικότητα έχει μετακινηθεί μόνο μισό μέτρο".

Κλιμάκωση διάμετρου τροχού και τροχιάς: Κλιμάκωση της πραγματικής πραγματικής ακτίνας r των δύο τροχών κίνησης και της πραγματικής απόστασης W μεταξύ των τροχών και των δύο πλευρών.

Διάμετρος οδομετρίας και εξωτερική αναφορά IMU/λέιζερ

Μέθοδος: αφήστε το όχημα να κινείται ευθεία για μια ορισμένη απόσταση ή περιστρέψτε το 360° στη θέση του,συγκρίνουν τα δεδομένα που καταγράφονται από τον χρονομετρητή με την απόλυτη μετατόπιση και τη γωνία που μετρώνται από το σύστημα πλοήγησης LiDAR/ινησιακής πλοήγησης, και διορθώστε τον συντελεστή κλίμακας του μετρητή χιλιομέτρων.

4. Κοινά εργαλεία βαθμονόμησης ανοικτού κώδικα

Στην πρακτική ανάπτυξη, γενικά δεν είναι απαραίτητο να γράφονται αλγόριθμοι από το μηδέν, καθώς υπάρχει ένας μεγάλος αριθμός ώριμων εργαλείων ανοιχτού κώδικα διαθέσιμων στη βιομηχανία:

5Συμβουλές για την εφαρμογή της βαθμονόμησης

Στερεά στερέωση: Η εγκατάσταση του αισθητήρα πρέπει να είναι απολύτως άκαμπτη.

Πρώτα μέσα, μετά έξω.Είναι αναγκαίο να εξασφαλιστεί η ακρίβεια των εγγενών παραμέτρων των μεμονωμένων αισθητήρων πριν προχωρήσει η κοινή βαθμονόμηση των εξωγενών παραμέτρων μεταξύ των αισθητήρων..

Επιλογή περιβάλλοντος: Για τη στατική βαθμονόμηση, συνιστάται η επιλογή εσωτερικών ή κλειστών χώρων με ομοιόμορφο φωτισμό και πλούσια γεωμετρικά χαρακτηριστικά (όπως τοίχοι και πυλώνες).Για δυναμική βαθμονόμηση, απαιτείται περιβάλλον με καλά σήματα GNSS (GPS) και ελάχιστες δυναμικές παρεμβολές (όπως πεζοί και περαστικά οχήματα).