Διανοητική βαθμονόμηση ραντάρ οχήματος με πολλαπλό αισθητήρα Fusion Automotive Calibration Room

Η βαθμονόμηση αυτόνομων οχημάτων είναι ένα κρίσιμο βήμα στην αυτόνομη οδήγηση και στις τεχνολογίες ρομποτικής. Με απλά λόγια, η βαθμονόμηση καθορίζει τις γεωμετρικές και μαθηματικές σχέσεις μεταξύ των διαφόρων αισθητήρων του αυτόνομου οχήματος, καθώς και μεταξύ των αισθητήρων και του συστήματος συντεταγμένων του οχήματος. Η ανακριβής βαθμονόμηση θα προκαλέσει στο όχημα να παρερμηνεύσει ή να ξεφύγει από την πορεία του, οδηγώντας σε αποτυχίες πλοήγησης ή ακόμα και σε συγκρούσεις.

Η βαθμονόμηση αυτόνομων οχημάτων χωρίζεται κυρίως σε τρεις κατηγορίες: βαθμονόμηση εσωτερικών παραμέτρων αισθητήρων, βαθμονόμηση εξωτερικών παραμέτρων αισθητήρων (κοινή βαθμονόμηση) και βαθμονόμηση πλαισίου/κινηματική.

1. Βαθμονόμηση Εσωτερικών Παραμέτρων Αισθητήρων

Η βαθμονόμηση εσωτερικών παραμέτρων αφορά την ακρίβεια του ίδιου του αισθητήρα και συνήθως εκτελείται ανεξάρτητα στο εργοστάσιο ή πριν από την εγκατάσταση.

⓫ Σκοπός της Βαθμονόμησης Εσωτερικών Παραμέτρων Κάμερας:Για να ληφθούν η εστιακή απόσταση της κάμερας, το κύριο σημείο και οι παράμετροι παραμόρφωσης (για την εξάλειψη της παραμόρφωσης βαρελιού και μαξιλαριού από φακούς fisheye ή συνηθισμένους φακούς).

Κοινή Μέθοδος:Μέθοδος Βαθμονόμησης Zhang Zhengyou (χρησιμοποιώντας ένα ταμπλό με καρό ή κουκκίδες, λαμβάνοντας πολλαπλές φωτογραφίες από διαφορετικές γωνίες).

⓫ Σκοπός της Βαθμονόμησης Εσωτερικών Παραμέτρων IMU (Μονάδα Αδρανειακής Μέτρησης):Για τον προσδιορισμό της πόλωσης, του συντελεστή κλίμακας και του θορύβου του επιταχυνσιόμετρου και του γυροσκοπίου.

Κοινή Μέθοδος:Ανάλυση στατικής μεταβλητότητας Allen, δοκιμές περιστροφής πολλαπλών θέσεων.

2. Βαθμονόμηση Εξωτερικών Παραμέτρων Αισθητήρων

Η βαθμονόμηση εξωτερικών παραμέτρων αφορά τις σχετικές θέσεις μεταξύ των αισθητήρων και μεταξύ των αισθητήρων και του σώματος του οχήματος (χωρική σχετική περιστροφική στιγμή R και διάνυσμα μετατόπισης T), η οποία αποτελεί τη βάση της σύντηξης πολλαπλών αισθητήρων.

⓫ Κάμερα και LiDAR

Στόχος: Να ευθυγραμμιστεί το τρισδιάστατο νέφος σημείων από το LiDAR με τις διαστάσεις pixel της δισδιάστατης εικόνας από την κάμερα, επιτυγχάνοντας "χρωματισμό του νέφους σημείων" ή "προσθήκη βάθους στην εικόνα".

Μέθοδος: Βαθμονόμηση βάσει στόχου: Ένα ταμπλό βαθμονόμησης τοποθετείται στη σκηνή και εξάγονται σημεία γωνιών καρό στην εικόνα και επίπεδα ακμών στο νέφος σημείων. Οι εξωτερικές παράμετροι επιλύονται χρησιμοποιώντας αλγορίθμους βελτιστοποίησης.

Βαθμονόμηση χωρίς στόχο (online): Χρησιμοποιούνται ακμές και γραμμές κτιρίων στο φυσικό περιβάλλον για την αντιστοίχιση της κλίσης της εικόνας με την ένταση των ακμών του νέφους σημείων.

⓫ LiDAR και Αδρανειακή Πλοήγηση/Σώμα Οχήματος

Στόχος: Να μετατραπούν τα δεδομένα που μετρώνται από το LiDAR στο κέντρο του οχήματος (συνήθως το κέντρο του πίσω άξονα ή το κέντρο του IMU) για να διασφαλιστεί ότι η χαρτογράφηση και η εντοπισμός δεν έχουν απόκλιση.

Μέθοδος: Το όχημα εκτελεί κύκλους σε σχήμα οκτώ, ευθεία οδήγηση ή περιστροφή επί τόπου στον ορίζοντα ή σε συγκεκριμένο έδαφος. Η σχετική πόζα υπολογίζεται αντιστοιχίζοντας τα χαρακτηριστικά του νέφους σημείων με την ολοκληρωμένη τροχιά του IMU.

⓫ Βαθμονόμηση Πολλαπλών LiDAR

Σκοπός: Όταν το όχημα διαθέτει πολλαπλά LiDAR (π.χ., ένα κύριο LiDAR + δύο LiDAR τυφλών σημείων), να συνενωθούν τα νέφη σημείων τους για να σχηματιστεί μια πλήρης προβολή 360°.

Μέθοδος: Εξαγωγή κοινών χαρακτηριστικών (π.χ., έδαφος, τοίχοι) από επικαλυπτόμενες περιοχές και χρήση του αλγορίθμου ICP (Iterative Closest Point) για εγγραφή.

3. Βαθμονόμηση Πλαισίου και Κινηματική

Η βαθμονόμηση πλαισίου αφορά την ακρίβεια των ενεργοποιητών και των ταχομέτρων τροχών, αποτρέποντας το όχημα από το να "πιστεύει ότι έχει διανύσει ένα μέτρο όταν έχει διανύσει μόνο μισό μέτρο".

Βαθμονόμηση Διαμέτρου Τροχού και Μετατρόχιας: Βαθμονόμηση της πραγματικής ενεργού ακτίνας r των δύο κινητήριων τροχών και της πραγματικής απόστασης W μεταξύ των τροχών στις δύο πλευρές.

Εξωτερικές Παράμετροι Οδομέτρου και IMU/LiDAR

Μέθοδος: Το όχημα διανύει μια ευθεία απόσταση ή περιστρέφεται 360° επί τόπου, συγκρίνετε τα δεδομένα που καταγράφονται από τον ταχύμετρο τροχών με την απόλυτη μετατόπιση και τη γωνία που μετράται από το LiDAR/INS, και διορθώστε τον συντελεστή κλίμακας του ταχύμετρου τροχών.