知識文章

同步定位與地圖建構技術於自駕車之應用

2019 / 09 / 17

車輛中心 研究發展處 王俞芳

對自駕車而言,定位為一相當重要之議題,自駕車運行時需依靠定位結果進行控制,方能行駛在正確的道路上。而定位方法種類相當多,目前以使用高精度(Real Time Kinematic, RTK)-GPS直接收取絕對坐標位置為主要方式,然而在某些情況下,例如建物太高遮蔽嚴重、車輛經過樹蔭下或者網路訊號不佳等情況,常導致GPS失效而使得定位位置偏移。也因此後續開始出現使用感測器(光達或攝影機)搭配圖資並擷取道路特徵進行定位之手段,即SLAM技術(Simultaneous Localization and Mapping,同步定位與地圖構建);使用不同方式進行定位之比較可參考表1。

表1. 自駕車定位技術比較表

SLAM技術可分為兩部分,一為製圖端(Mapping)、二為比對端(Matching)。在製圖端部分,針對欲進行自我定位之場景,首先需進行地圖的建置。車輛中心(ARTC)目前使用光達作為SLAM技術之感測器,首先將搭載在車上之光達以慢速進行場景點雲錄製,錄製完之點雲以疊合方式將地圖建立出來,完成之地圖即為比對端之底圖。在比對時,光達即時掃描場景環境,藉由當下點雲與地圖點雲進行比對,找到符合當下點雲之特徵位置,進而定出車輛自我位置,圖1即為ARTC目前SLAM技術使用架構之流程圖。

圖1. ARTC SLAM技術流程圖

SLAM技術中,定位好壞取決於地圖的建置成果,因定位來源取決於地圖上之特徵分布情形,也因此在建置地圖時需考量環境複雜度、動靜態物體多寡、環境被遮蔽情形是否嚴重等狀況。欲減少上述造成地圖建置成果較差的因素,可在進行地圖錄製時先進行詳細規劃,例如選在夜間外在干擾較少實際進行錄製,並且在完成製圖後手動將動態物體或可能造成比對誤差之物體進行濾除。ARTC現使用32層3D光達進行場區掃描製圖,藉由疊合方式得到之點雲地圖與實際ARTC空拍圖可參考圖2。

圖2. ARTC之SLAM點雲地圖(上)、空拍圖(下)

在自駕車應用層面,ARTC已透過光達作為SLAM技術感測器,並於2019年8月26日於經濟部進行Winbus自駕小巴運行展示,自駕車的位置即由SLAM獲取其在點雲地圖中的位置,同時亦可提供本車在地圖中之航向角,進一步車輛行進時之動態控制,為了讓定位更為精準,使用數位濾波演算,使定位精度優化;在一般RTK難以收斂定位的都會市區環境下,可僅利用SLAM技術而達到小於30 cm的精度成果,後續ARTC將持續利用此技術,實現在一般道路中進行自駕運行與接駁之目標。

訂閱電子報

「填妥下列資料,即可完成訂閱電子報手續」

ARTC行動辦公室

提供同仁各項作業系統之快速連結服務

SSL VPN服務 WEB Mail服務
親愛的朋友,歡迎您蒞臨「財團法人車輛研究測試中心」網站(以下簡稱本網站),您在本網站活動的個人隱私權,本網站絕對尊重並予以保護。為了幫助您瞭解本網站如何蒐集、應用及保護您所提供的個人資訊,請您閱讀下列說明:關於適用範圍

本網站為提供安全、可用與完整之資訊服務,並符合相關法令之要求,訂定本政策。 以下的政策,適用於您在本網站活動時,有關個人資料的蒐集、運用與保護,但不適用於本網站所連結之其它網站。凡經由本網站連結之其它網站,均有其專屬之隱私權保護與資訊安全政策,概與本網站無關,本網站亦不負任何連帶責任。當您在這些網站時,關於個人資料的保護,適用各該網站的隱私權政策。

關於個人資料之蒐集與運用
一、 單純在本網站的瀏覽及檔案下載行為,本網站並不會蒐集任何有關個人的身分資料。利用本網站所提供的各項線上服務,需申請人提供個人資料時,各承辦單位會依案件辦理需要請您提供姓名、聯絡電話、電子郵件信箱、通訊住址等個人最新、最真實之資料。如提供任何錯誤或不實資料,則本網站有權拒絕您使用本網站之服務。
二、 本網站會記錄使用者上站的IP位址、上網時間以及在網站內所瀏覽的網頁等資料,這些資料係供本網站管理網站流量和網路行為調查進行總量分析,以利於提昇本網站的服務品質,且本網站僅對全體使用者行為總和進行分析,並不會對個別使用者進行分析。
三、 本中心除公務性電子郵件回函及您所註冊訂閱的電子報外,不主動寄送任何電子郵件。若您收到偽造本網站寄送的廣告或垃圾郵件,請諒解此部分並非本網站所能控制範圍,也無法負擔任何責任。
四、 本網站所收集的個人資料將依「個人資料保護法」及相關法律規定處理。本網站絕不會任意出售、交換、或出租任何您的個人資料給其他團體、個人或私人企業。但有下列情形者除外:
1. 配合司法單位的調查。2. 配合相關職權機關依職務需要之調查或使用。3. 基於善意相信揭露為法律需要,或為維護和改進網站服務而用於管理。

關於隱私權保護之諮詢與救濟
如果您對於以上條款有任何疑問或意見,歡迎來信與我們連絡。

關於網站安全機制
一、 基於對本網站主機安全之維護,本網站已建置網路安全機制,不定期進行弱點掃描與系統漏洞修補。本網站也裝置網路記錄分析系統,對於不明企圖與入侵將被記錄,對於破壞行為或企圖進入伺服主機的異常行為,將進行呈報與攔阻,並通報警政單位。 二、 任何危害本網站資訊安全之行為人,視情節輕重追究其民事、刑事及行政責任。