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文檔簡介
1本文件規定了自主代客泊車系統車場端的地圖數據要求、定位性能指標要求、地圖及定位的相關協同要求。本文件適用于M1類乘用車型的自主代客泊車系統車場端地圖與定位系統的設計與開發。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,僅該日期對應的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB7258—2017機動車運行安全技術條件T/CSAE156—2020自主代客泊車系統總體技術要求3術語和定義GB7258—2017、T/CSAE156—2020、IEEE802.15.4z—2020界定的以及下列術語和定義適用于本文件。初始定位時間timetofirstfix具備AVP功能的車輛啟動AVP功能至首次正確定位獲得有效位姿信息所用的時間。重定位時間relocationtime具備AVP功能的車輛在先驗位姿信息短時缺失或者不確定性較大的情況下,重新完成定位獲得有效位姿信息所用的時間。下列縮略語適用于本文件。AVP:自主代客泊車(AutomatedValetParking)GNSS:全球衛星導航系統(GlobalNavigationSatelliteSystem)IMU:慣性測量單元(InertialMeasurementUnit)RTK:實時動態測量(RealTimeKinematic)SLAM:同步定位與建圖(SimultaneousLocaUTC:協調世界時(CoordinatedUniversalTime)5總體要求5.1精度要求5.1.1地圖精度要求2絕對精度應不大于1m,相對精度應不大于0.2m/100m。平面位置和高程均以m為單位,坐標值精確至0.001m。注:在T/CSAE156—2020中7.3規定要求的基礎上,補充絕對精度要求,用于場內外地圖的銜接精度要求。AVP車輛運行過程分為三個階段場景:一階段場景是從起始位置自動駕駛到目的位置附近的道路自動駕駛,二階段場景是自主泊車進入停車位的泊車入位,三階段場景是停車場內車輛啟動時的初始定位。三個階段場景相對于地圖與定位精度要求不同,見表1。表1自主代客泊車系統三個場景的定位精度要求行車速度:≤15km/h;相對定位精度:橫向定位誤差≤0.2m、縱向定位誤差≤0.3m、高度誤差≤0.3m、偏航角誤差≤5°。泊車入位相對定位精度:橫向定位誤差≤0.1m、縱向定位誤差≤0.2m、偏航角誤差≤3°。車端定位行車速度:≤15km/h;相對定位精度:橫向定位誤差≤0.2m、縱向定位誤差≤0.3m、高度誤差≤0.3m、偏航角誤差≤5°。泊車入位相對定位精度:橫向定位誤差≤0.1m、縱向定位誤差≤0.2m、偏航角誤差≤3°。車輛啟動時需要定位自身在停車場內的位置,包括車輛位于停車位內情景和位于非停車位區域的場景,定位精度要求如下(相對精度):橫向定位誤差≤0.2m、縱向定位誤差≤0.2m、高度誤差≤0.5m(應準確定位到樓層)、偏航角誤差≤5°。車場融合定位行車速度:≤15km/h;相對定位精度:橫向定位誤差≤0.2m、縱向定位誤差≤0.3m、高度誤差≤0.3m、偏航角誤差≤3°。泊車入位相對定位精度:橫向定位誤差≤0.1m、縱向定位誤差≤0.2m、偏航角誤差≤3°。車輛啟動時需要定位自身在停車場內的位置,包括車輛位于停車位內情景和位于非停車位區域的場景,定位精度要求如下(相對精度):橫向定位誤差≤0.2m、縱向定位誤差≤0.2m、高度誤差≤0.5m(應準確定位到樓層)、偏航角誤差≤5°。注:在T/CSAE156—2020中7.2.2、7.2.3、7.2.4和7.2.5規定要求的基礎上,修改車場場景的縱向定位誤差≤0.3m。時間基準采用協調世界時(UTC)。6技術要求6.1地圖要求依據T/CSAE156—2020中7.3,補充車端與場端的地圖綜合需求、場內外導航地圖或高精地圖銜接等內容,主要包括停車場動態交通信息、場景融合信息、場內外車輛交接信息、場(路)側智能設備信息以及自定義的其他擴展信息等相關地圖數據要求。停車場動態信息包含停車場內或出入口關聯道路上實時發生的,會對泊車過程或行人通行產生影響的一系列動態信息,包括動態對象表(見表2)、停車場動態信息表(見表3)、停車場道路動態信息表 (見表4)、停車場道路車道動態信息表(見表5)、停車場車位動態信息表(見表6)、停車場道路附屬物動態信息表(見表7)、停車場出入口動態信息表(見表8)、停車場定位標志動態信息表(見表9)。3說明121:停車場3:車道5:道路附屬物6:停車場出入口7:指定上下車點8:定位標志9:其他關鍵點動態信息影響對象類型341:關閉影響后果注:在T/CSAE156—2020中7.3.2,表20規定的基礎上,增加停車場、停車場出入口、指定上下車點等動態對象,修改Traffic_Type字段的屬性說明。說明121:開放2:關閉3:受限開放31:時間段限制2:對象限制3:樓層限制4:分區限制5:車輛類型限制6:其它Type=3時使用41:非會員2:非員工3:無通行證限制對象56記錄關閉樓層7記錄關閉分區8限制車輛類型91:空閑2:忙碌3:滿停剩余車位數動態對象的ID4說明121:交通管制信息2:交通事故信息3:占路施工信息5:交通擁堵信息6:天氣信息7:障礙物信息8:災害信息9:設備故障信息10:車輛故障信息事件類型3動態對象的ID說明121:交通管制信息2:交通事故信息3:占路施工信息5:交通擁堵信息6:天氣信息7:障礙物信息8:災害信息9:設備故障信息10:車輛故障信息事件類型3動態對象的ID說明121:占用2:空閑3:故障4:已預約3動態對象的ID5說明120:正常1:取消2:維修中3:損壞3動態對象的ID說明120:其它1:開放2:封閉3:受限開放其它,如閘機故障等臨時突發事件31:時間段限制2:對象限制3:車輛類型4:其它41:非會員2:非員工3:無通行證限制對象561:空閑2:忙碌71:全部車輛2:小轎車3:微型車4:小型卡/貨車5:大卡/貨車6:拖掛車7:小型客車8:大型客車9:公交車10:出租車11:摩托車12:自行車/人力車13:行人14:其它限制車輛類型8動態對象的ID6T/CSAE261—2022說明121:空閑2:忙碌3:關閉3前方排隊車輛數4允許等待時長單位:秒5動態對象的ID說明120:正常1:取消2:維修中3:損壞3動態對象的IDAVP地圖數據應支持與車道級或道路級導航數據的銜接,包括停車場基本信息表(見表11)、道路與停車場融合信息表(見表12)。說明1編號保證每個停車場的唯一性2名稱例如:上海虹橋站P9停車場3地址4停車位數量5停車場樓層數6停車場類型,與停車場分級對應7可停車樓層數量8可停車車位數量9停車場性質營業時間停車場入口數量停車場出口數量場性質、營業時間、停車場入口數量、停車場出口數量等屬性。7表12道路與停車場融合信息表說明121:停車場入口2:停車場出口3:停車場跨層連接路4:自主泊車上車點5:自主泊車下車點6:自主泊車接駁點融合場景類型3Type=1、2、3,為道路編號;Type=4、5、6,為關鍵點編號;4所在停車場樓層TYPE=1、2、3,取值為0;Type=4、5、6,為關鍵點所在樓層信息6.1.4停車場車輛交接區信息表停車場車輛交接區信息表用于記錄用戶和車輛可以發生駕駛行為交接的地點,見表13。表13停車場車輛交接區信息表說明120:其他1:下車2:接駕3:車輛故障5:系統故障6:天氣影響接管原因3故障位置45指定接管位置6.1.5場(路)側智能設備信息表化、智能設施設備,見表14。T/CSAE261—20228表14(路)側智能設備信息表說明1編號21:智能路燈桿2:可變電子語義標牌3:智能道釘5:智能攝像機6:視頻雷達一體機7:毫米波雷達8:全向毫米波雷達9:激光雷達10:能見度傳感器11:一體式氣象站12:路面狀態傳感器13:RSU—路側單元14:UWB--超寬帶定位設備15:智能照明(地下停車場)16:其它類型3關聯停車場道路的ID4所在停車場樓層自主代客泊車系統地圖數據應支持數據擴展與衍生。本文件未涵蓋的自主代客泊車系統地圖數據要素由數據使用者根據國家相關規定及數據應用場景自行規定。6.2定位要求依據T/CSAE156—2020中7.2,補充本文件5.1.2的三階段場景的定位精度指標要求,主要包括車端停車場環境應符合T/CSAE156—2020中7.2.1的相關規定。車端初始定位時間應滿足如下要求:a)車輛處于地面停車場,存在地圖且可衛星定位的場景,車輛冷啟動,基于GNSS初始定位,初始定位時間不大于40s;b)車輛處于地面停車場,存在地圖且可衛星定位的場景,車輛熱啟動,基于GNSS初始定位,初始定位時間不大于20s;c)車輛處于室內停車場,存在地圖但不可衛星定位的場景,車輛冷啟動,基于車場端定位信號初始定位,初始定位時間不大于1s。9AVP車輛重定位時間應不大于1s。車輛定位信號輸出頻率常用有100Hz(以IMU為主頻),50Hz(以輪速計為主頻)和25Hz(以視覺定位輸出頻率為主頻)等,AVP系統設計與開發宜根據實際運行場景的車輛控制算法選擇。車端定位應具備跨層能力。注:車端定位具備跨層能力是指AVP車輛至少能夠支持跨越一層的車端定位能力,不限于從停車場外的地面交接點自動駕駛到室內停車場的負一層停車樓層,或從室內停車場的負一層停車樓層自動駕駛到停車場外的地面交接點,或從室內停車場的某一層自動駕駛到該層上面一層或下面一層的停車樓層等。車端定位時延應滿足如下要求:a)不考慮原始傳感器數據傳輸,車速15km/h,從傳感器獲取原始數據,經過計算到定位信號輸出,時延應不大于200ms;b)考慮原始傳感器數據傳輸,車速15km/h,從傳感器獲取原始數據,經過計算到定位信號輸出,時延應不大于1s。受困時間大于300s時,應上報場端,通知車主。注:脫困指自主代客泊車車輛在自主泊車過程中,因各種因素導致受困須場端或人工干預脫離困境的情況。6.2.4.1場端定位服務設施基本要求a)對于場端控制泊車系統,即場端系統對車輛的行駛動態進行直接指令控制的,其場端定位服務應覆蓋所有可行駛區域和可泊車區域;b)對于車場協同泊車系統,即場端系統僅向車輛提供輔助信息而車輛自主進行行駛動態控制的,其場端定位服務至少應覆蓋所有可行駛區域。注:在T/CSAE156—2020中7.2.1規定的信號覆蓋要求基礎上,區分不同的技術路線下對覆蓋范圍的不同要求。場端定位服務所需的場端設備必須按照100%的覆蓋范圍進行建設,且應保證在覆蓋范圍內至少95%的面積上滿足表15自主代客泊車系統場端定位服務性能指標的全部指標。場端定位服務所能支持的服務容量,應滿足該停車場內所有可泊車區域和可行駛區域的合理可容納的車輛上限數量同時接入場端定位服務,且服務質量保持不變。合理可容納的車輛上限數量包括靜止車輛和運動車輛,且總接入場端定位服務的車輛就應計算在內,不限于正在進行自主代客泊車功能;服務質量應滿足表15自主代客泊車系統場端定位服務性能指標的全部指標。場端定位服務需保證車輛自動駕駛控制器所能連續獲取新定位信息的播發頻率至少為20Hz。場端定位服務時延應滿足如下要求:a)定位時延場端定位服務的定位時延應不大于150ms,即車輛實際經過某位置后150ms以內,計算車輛位置的處理器應輸出表達該位置坐標且符合定位精度要求的定位數據,并且根據6.2.3.1.7時間同步的要求對定位結果標注時間戳。b)傳輸時延根據計算車輛位置的處理器與車輛自動駕駛控制器連接方式不同,傳輸時延要求不同:●該計算車輛位置的處理器與車輛自動駕駛控制器直接通過CAN或車載以太網連接,則定位數據從定位處理器到自動駕駛控制器的傳輸時延極小,不在本文件內做要求;●該計算車輛位置的處理器部署在車輛以外(停車場機房或者平臺服務),則定位數據通過任何方式傳輸給車輛自動駕駛控制器的通信時延應符合T/CSAE156—2020及其相關子文件中關于車場通信時延的性能要求。6.2.4.1.6冷啟動時間自車輛完整車身進入場端定位服務的覆蓋范圍始,至車輛自動駕駛控制器收到第一個滿足表15自主代客泊車系統場端定位服務性能指標的定位數據的間隔時間,即冷啟動時間,應不大于0.2s。場端定位服務的系統時間采用UTC時間,且車輛自動駕駛控制器收到的每一個定位數據都需要按照UTC時間標注時間戳,時間戳的時間表達精度應優于1ms。依據其技術路線不同,AVP停車場定位信號應滿足以下要求:a)采用無線電方式進行場端定位服務的,應能在與符合國家無線電委員會相關規定的無線電收發設備共存的場所內正常工作,并在遇到異常非法無線電干擾導致其不能正常工作時立刻發出告警,告警時間符合表15的完好性告警時間要求;b)采用光學方式進行場端定位服務的,應能在覆蓋范圍內任何位置出現符合GB7258—2017中8要求的且開啟車身全部可能照明燈具的車輛時正常工作,應能在覆蓋范圍內任何位置出現符合特定行業規范的建筑照明燈具、廣告燈具時正常工作,并在遇到異常光線干擾導致其不能正常工作時立刻發出告警,告警時間符合表15的完好性告警時間要求。6.2.4.2使用場端定位服務的終端車輛要求a)采用UWB無線電方式進行場端定位服務的,應符合IEEE802.15.4z協議的UWB場端定位信號b)采用光學方式進行場端定位服務的,車輛外觀(包括形狀和顏色)、車載照明燈具性能應符合GB7258—2017中8的相關規定;c)具備通過無線通信網絡實時接收服務提供方播發的數據產品功能;d)網絡通信采用TCP/IP、UDP等通用協議。6.2.4.3場端定位服務接入要求終端車輛接入場端定位服務應滿足以下要求:a)用戶注冊:注冊時,用戶向服務提供方提交用戶名和密碼信息,服務提供方對用戶的身份進行校驗,確認無誤后保存用戶信息,并將注冊結果反饋給用戶;b)用戶認證:注冊完成后,用戶向服務提供方發送認證申請信息,其中包含用戶名、密碼等,服務提供方收到后對用戶信息進行判別,并將認證結果響應信息發往用戶,如認證成功,則認證結果中包括授權碼;c)服務申請:認證完成后,用戶向服務提供方發送服務申請信息,其中包含用戶名、授權碼等信息,服務提供方收到后對授權碼進行檢測,并將檢測結果通過服務申請響應信息發往用戶,向用戶持續提供場端定位服務。6.2.4.4場端定位服務性能要求6.2.4.4.1場端定位服務性能指標場端定位服務性能指標見表15。表15自主代客泊車系統場端定位服務性能指標定位精度授時精度完好性警報閾值告警時間每24小時定位服務us(微秒)風險s(秒)無故障概率可用性3完好性指標包括(部分指標要求見表15):a)完好性風險:系統運行期間出現誤差即定位誤差超過警報閾值的概率;b)警報閾值:在規定的時間內不必向用戶發出警報的最大允許定位誤差;c)告警時間:由警報條件出現到該停車場內用戶收到場端播發的告警信息的時間。d)完好性信息的更新間隔不應大于10s;e)完好性出現告警的監測點發生連續3分鐘以上的告警無法自行恢復的,服務商需要向用戶播發故障所影響的定位服務區域以及預期的故障恢復所需的時間。連續性指標要求見表15,每24小時為周期進行連續性評估,且每30天進行一次平均無故障時長的評6.2.4.4.4可用性可用性指標要求見表15,可用性指標使用定位服務可用性指標描述,即在規定時間和規定條件下,規定的場端定位服務范圍內定位信號精度值滿足定位精度限值要求的時間百分比。6.2.5車場融合定位指標自主代客泊車車輛使用車端定位、場端定位、車場融合定位等不同技術路線進行定位,車場融合定位指標見表16。表16自主代客泊車系統車場融合定位服務性能指標矩陣環境要求●●●車端初始定位時間●O●重定位時間●O●定位信號輸出頻率●O●定位信號失效情況下允許行駛最大距離●O跨層能力●O時延●O●脫困●O●場端覆蓋范圍O●●覆蓋率O●●服務容量O●●播發性能O●●時延O●冷啟動時間O●●時間同步O●●抗干擾能力O●終端車輛要求O●接入要求O服務性能要求O6.3地圖與定位協同要求地圖與定位協同應用涉及地圖、位置信息等地理信息的存儲、傳輸、應用格式等內容,其存儲、傳輸、應用等應采用標準數據格式,地理信息數的據存儲、傳輸與應用過程中應滿足地理信息相關要求并符合相關規定。地圖與定位協同系統框架如圖1所示。衛星定位服務衛星定位服務平臺第三方平臺場端設施場端平臺地圖平臺圖1地圖與定位協同系統框架地圖與定位協同系統框架中各平臺的作用與關系:a)場端平臺:依據場端設施生成場端定位服務信息,下發給AVP車輛;場端平臺可依托地圖平b)地圖平臺:基于地圖服務提供商的基礎地圖數據與地圖生產能力,獲取AVP車輛數據、場端路側數據與第三方平臺的動態信息,發送地圖服務信息,為AVP車輛、場端平臺和第三方平臺提供靜態與動態地圖更新、發布等服務;c)第三方平臺:第三方平臺的動態信息不限于地圖平臺動態地圖生成提供動態信息數據源;d)衛星定位服務平臺:基于衛星定位服務網絡為AVP車輛提供衛星定位服務。(資料性)場端定位性能指標監測要求場端定位服務的服務方通過在服務覆蓋范圍內布設評估監測點,來監測評估覆蓋范圍內增強服務性能。應對場端定位服務的覆蓋范圍、精度、完好性、連續性、可用性等指標進行監測評估,監測評估結果應滿足6.2.3.4.2、6.2.3.4.3、6.2.3.4.4的相關指標。對定位、授時等性能指標的監測,應在以下環境條件下進行:a)溫度:-40℃~70℃;b)相對濕度:不超過90%。監測點的真值坐標獲取過程采用的儀器、設備應根據監測指標進行測量范圍、分辨力、準確度和穩定度的選擇。監測點的監測性能應滿足被監測性能指標的要求;監測點的真值坐標的獲取設備應經計量部門的檢定或校準,符合性能指標要求,并在檢定或校準有效期內。出現監測點的完好性告警之后的24小時內,場端定位服務方應進行現場檢查,核對監測點的真值坐標。A.4監測規范A.4.1覆蓋范圍監測監測方法:按照6.2.3.1.1劃分的覆蓋范圍,在區域邊界及區域內的典型位置布設監測點,進行場端定位服務性能的監測評估。每一個安裝在場端的定位服務基礎設備(例如無線電定位基站、攝像頭、激光雷達等)都要被至少一個監測點進行監測。通過準則:所有監測點上的服務性能應滿足表15對應的服務能力指標要求。A.4.2服務性能監測A.4.2.1定位精度監測方法:定位精度描述用戶在定位過程中實際達到的精度與真值的誤差大小,為用戶提供服務參考。以已知精確坐標為基準,以實際計算的定位結果為評估對象,將相同時刻的定位結果與已知坐標換算到同一參考點,轉換到統一空間基準下并作差,統計評估時段內的差值,最后得到定位精度。在精度性能評估中常按95%統計計算結果,計算公式如下:pos笛卡爾直角坐標系下的用戶實際計算的定位結果;pospre笛卡爾直角坐標系下的用戶精確坐標。通過準則:監測點上的定位精度應滿足表1對應的定位服務精度指標要求。A.4.2.2授時精度為保證自主代客泊車各傳感器的信息融合同步要求,AV車輛通過場端定位服務獲得的授時精度應優于100us。器,通過觀測該監測點附近的GNSS接收機輸出的秒脈沖(PulseperSecend,PPS)信號與監測點通過場b)完好性參數值與警報閾值(AlertLimit,AL)作比較。當完好性參數超過AL時,系統判斷A.4.4服務連續性監測T——用戶機采樣間隔記為T;bool{}——布爾函數,當滿足判斷條件時,取為1,否則取0。A.4.5.1定位服務可用性監測T/CSAE261—2022bool{}——布爾函數,當滿足判斷條件時,取為1,否則取0。通過準則:監測點上的定位服務可用性應滿足表15對應的定位服務可用性指標要求。(資料性)B.1功能定義者不確定性較大的情況下,利用傳感器感知信息實現自身相對于地圖的全局定位功能。跟蹤定位功能是指,車輛在有較為準確的先驗位姿信息的條件下,伴隨著車輛的運動,實時利用傳感器感知信息跟蹤車輛位姿的定位功能。重定位功能的輸入包括但不限于:用戶交互信息、先驗位姿信息(如GNSS信息)、視覺感知信息、IMU感知信息、輪速感知信息等。如圖B.1所示,開啟重定位功能時,車輛相對于地圖的位姿估計存在非常大的不確定度,位置誤差可能達到10m及以上,或完全無法確定所在的范圍;重定位功能完成后,車輛相對于地圖位姿估計的誤差大幅下降,可達到1m內,最佳情況可以達到10cm內。重定位重定位注:圖B.1中紅色橢圓代表車輛位姿估計的不確定度范圍。知信息等。如圖B.2所示,開啟跟蹤定位功能時,車輛相對于地圖的位姿估計的不確定度較小,一般位置誤差小于1m;跟蹤定位完成后,車輛相對于地圖的位姿估計精度一般在10cm級別。圖B.2跟蹤定位功能示意圖注:圖B.2中紅色橢圓代表車輛位姿估計的不確定度范圍。在車輛進入地圖范圍的初始階段,以及跟蹤定位失效導致車輛位姿丟失時,重定位功能可以在地圖全局范圍內進行定位找回車輛位姿信息;而在其余時段,則由跟蹤定位負責保持車輛位姿信息的估計,兩種定位功能相輔相成。B.2環境要求a)光照要求:光線在(30~100000)lux;b)地面停車場天氣要求:不超過小雨、小雪、薄霧的天氣,能見度≥200m;c)多層停車場:支持多層停車場;d)停車場場景要求:攝像頭視野中有足夠的視覺特征,滿足建圖以及定位需要;e)停車場的行車速度:≤15k傳感器無遮擋,表面無泥沙等污染物。B.3.1精度要求B.3.1.1道路自動駕駛定位精度(相對精度)a)橫向定位誤差:≤0.2m;b)縱向定位誤差:≤0.3m;c)高度誤差:≤0.3m,可準確定位到樓層;d)偏航角誤差:≤5°。B.3.1.2泊車入位定位精度(相對精度)a)橫向定位誤差:≤0.1m;b)縱向定位誤差:≤0.2m;c)偏航角誤差:≤3°。B.3.2延遲要求如下:a)初始定位延遲車輛啟動后初始定位成功時延<30s。b)跟蹤定位延遲<200ms。B.3.3輸出頻率定位頻率:≥10Hz。B.4評測方法B.4.1評測真值室內停車場可以采用激光定位等定位系統提供的定位真值。對于真值定位系統提供的真值位姿,有如下要求:a)空間一致性要求:真值定位系統的每一個真值位姿,可以通過坐標變換進行對齊,得到AVP系統中使用的高精地圖的全局坐標系下的車輛坐標系位姿;b)時間一致性要求:真值定位系統的每一個真值位姿,可以通過時間變換進行對齊,得到AVP系統中對應的統一系統時間戳,時間戳誤差小于5ms;c)精度要求:真值定位系統提供的高精地圖坐標系下車輛坐標系位姿的平移均方根誤差(RootMeanSquareError,RMSE)小于0.05m,航向RMSE小于0.3°;d)頻率要求:真值定位系統提供的真值位姿的頻率≥10Hz。B.4.2評測方案精度評測采用絕對位姿誤差算法(AbsolutePoseError,APE)對定位誤差進行計算和分析。本次定位精度評測的是地圖坐標系下車體坐標系的位姿,該算法在本測試中具體實現步驟如下:a)定位階段,使用視覺SLAM定位算法估計所有時刻的位姿estTi,i=1,2,…n并記錄,同時使用真值獲取系統估計對應所有時刻的位姿9tTi,i=1,2,…n并記錄,其中T表示6自由度的4乘4旋b)計算階段,基于所有時刻的真值位姿Ti和估計位姿estTi,計算位姿誤差errTi,具體公式為,然后將位姿誤差分解為橫向X、縱向Y、高度Z、航向Yaw上c)統計階段,所有有效估計位姿都完成誤差計算后,計算所有位姿誤差四個分量的平均值絕對值、均方根誤差均值、超限百分比等統計數據作為測試最終評估結果。在對應的停車場設計各種極端條件進行大量定位測試,為了保證視覺SLAM定位方案的魯棒性滿足AVP功能的定位需求,測試中視覺SLAM定位需要滿足正常條件下設置的性能需求,見表B.1。表B.1推薦的挑戰性測試內容光照變化測試重定位■室內停車場場景a)燈光測試:停車場全開燈、半開燈的條件下運行測試;b)節能燈測試:停車場燈光隨著車輛接近點亮,遠離熄滅的條件下運行測試;c)動態光照測試:車輛行駛過程中,后方車輛開遠光燈跟隨,相遇的對向來車開遠光燈的條件下運行測試。■地面停車場場景a)全天測試:在晴天的早上、中午、下午的條件下運行測試;b)陰天測試:在陰天的早上、中午、下午的條件下運行測試。跨季節測試重定位■地面停車場場景a)跨季節測試:在春、夏、秋、冬等不同季節的晴天中午的條件下運行測試。測試■室內停車場場景a)低紋理測試:在螺旋坡道等低紋理高重復場景的條件下運行測試。環境高動態測試重定位■室內停車場場景&地面停車場場景a)環境高動態測試:在車輛周圍有大量動態行人和車輛的條件下運行測試;包括前方和后方3m范圍內存在機動車跟車情況,左右兩側5m范圍內單邊存在5~10個行走的行人情況。行駛高動態測試■室內停車場場景&地面停車場場景重定位■室內停車場場景&地面停車場場景a)前視遮擋測試:將車輛的前視相機進行遮擋的條件下運行測試;b)環視遮擋測試:將環視相機分別遮擋1到2個的條件下運行測試。■室內停車場場景&地面停車場場景a)往復測試:車輛不斷進行短距離前進和倒退動作的條件下運行測試。B.5定位融合要求a)融合IMU和輪速里程計以提高定位精度、定位頻率和定位穩定性;b)融合毫米波雷達定位以提高無紋理場景(例如大面積白墻)的定位精度;c)融合激光雷達定位以提高光照變化劇烈等場景下的定位魯棒性。B.6視覺定位功能失效場景失效場景包含傳感器通訊失敗或超時、傳感器感知范圍大面積遮擋、場景與地圖不匹配、視覺特征(資料性) 供定位信號,使其可以獲得本文件所針對的泊車自動駕駛場景所需的厘米級定位精度(3sigma<0011234256789nel,bandIhasthelow-bandHRPUWBchannels,andband2hasthehigh-bandchannels.C.3.2UWB定位系統類型1:場端計算TDoAUWB定位系統信號,并匯總到場端計算機,由場端計算機統一實現場內所有UWB終端的位置計算,計算結果通過其他共同構成。IEEE802.15.4z協議的場端計算TDoAUWB定位系統組成和連接關系如圖C.1所示。授時同步場端計算機UWB定位信號UWB監測器其他通信方式下發定位坐標結果室外GNSS信號UWB基站圖C.1IEEE802.15.4z協議的場端計算TDoAUWB定位系統概覽圖固定安裝于有定位需求的場地內的設備,坐標已知,并且通過高精度授時通信網實現各基站之間的時統,等效的時統精度滿足應3sigma<0.15m的定位解算要求。系統以“星歷”統稱定位必備的各項信網絡發往場端計算機。b)高精度授時通信網足夠支持TDoA解算的定位精度優于3sigma<0.15m。通信速率要求支持不低于300臺以30Hz定位頻率工作的UWB終端同時工作。通信的實時性要求為:距離場端計算機最遠或最多跳連接的UWB基站將最新接收的UWB報文發到場端計算機的數據接口的內,該UWB報文應到達場端計算機的IO接口設備(I0接口設備是USB接口、PCI-E接口等與高精度授時通信網進行數據互通的接口設備),IO接口設備收到UWB報文后通過通用的計算機接口將UWB報文發給CPU和計算軟件進行計算,該部分數據傳輸延遲受限于通用計算機接口設備的性能,建議選用USB3.1、PCI-E等毫秒級實時性的通用接口。發射狀態下,其發射頻次需小于50Hz以盡量避免與附近數十米內其他隨機發射UWB定位報文的車輛發生射頻無線信號沖突。UWB終端自身不承擔坐標計算的功能,場端計算機匯總各臺UWB基站收到的UWB終端定位報文后計算出該UWB終端的位置,并通過其他車場實時通信方式將計算結果發給車輛。UWB監測器是監測UWB定位系統服務完好性的重要部件。其組成和UWB終端類似,可以自帶電源也可以外部供電。UWB監測器的安裝坐標是已知且固定的,定時發射UWB定位信號,供UWB基站接收以及被場端計算機計算其坐標,通過觀測UWB監測器的定位結果和其原始安裝坐標之間的差異,即可獲知參與該當,不影響車輛通行前提下,并盡可能接近車輛UWB終端天線正常行駛的區域和路線,并保證任何一臺UWB基站至少參與1個UWB監測器的位置計算,達到UWB基站100%被UWB監測器實現定位性能監測。e)場端計算機場端計算機與室外GNSS信號連接、與UWB基站通過數據接口連接、與車場通信網關相連接。其中車輛位置計算功能要求場端計算機在收到UWB基站網絡匯報上來的某個UWB終端發射的定位報文后,立刻記錄當前的GNSS標準時間(記錄的時間精度至少精確到1ms)作為該次定位的時間戳,10ms內完成坐標計算并加入該次定位的時間戳,經過以太網發往車場通信網關。定位結果應至少包含如下內容:UWB終端ID、定位時間戳、定位結果、定位結果的置信度。定位結果的置信度分級方法參考本文件內的其他定位方式。C.3.3UWB定位系統類型2:車端計算TDoAUWB定位系統車端計算TDoAUWB定位系統采用TDOA方式計算UWB終端的位置坐標。場端UWB基站采用時分復用方式信號,并根據已知的UWB基站坐標,獲得TDoA計算所需的全部信息,進而計算出自身的位置坐標。由于UWB終端安裝在被定位車輛上,可通過車身總線獲得IMU、輪速計、視覺里程計等各種有利于位置計算的信息,因此車端計算TDoAUWB定位系統的定位計算算法應考慮充分利用上述信息。UWB定位系統所采用的定位信號采用符合IEEE802.15.4z協議規范的UWB無線信號,系統由UWB定位基場端計算機UWB基站圖C.2IEEE802.15.4z協議的車端計算TDoAUWB定位系統概覽圖基站發射的UWB定位信號。UWB基站記錄自身發射定位信號的時間信息和/或接收其他定位基站發射的定位信號的時間信息。定位信號內應至少包括UWB定位基站的標識信息、UWB定位基站發射定位信號的時間信息、UWB定位基站接收其他定位信號的時間信息、定位信號間的時間間隔以及UWB定位基站的位置信息中的一種或多種,以“星歷”統稱上述各項定位必備信息。UWB基站之間通過相互之間收發上述信息,實現等效的UWB無線授時同步鏈接。UWB終端接收并解析攜帶上述信息的定位信號,并利用上述信息執行時鐘修正和/或位置解算算法。定位精度應滿足3sigma<0.15m。UWB基站組成網絡后,其輪流發射的定的狀態應至少包括:基站識別號、設備唯一識別號(例如生產廠家的生產序列號)、版本(軟件、硬件UWB基站應采用GNSS時間,以確保UWB終端每次計算自身坐標的時候記錄的定位時間戳時GNSS時間。有定位權限(付費用戶、試用用戶等不同的權限管理方式),則該終端可以根據接收到的UWB定位信號精確的記錄該次定位的時間戳,時間戳精度優性能正常。UWB監測器的安裝高度應與停車場限高要求相當,不影響車輛通行前提下,并盡可能接近車d)場端計算機與其他本地和云服務數據互動這兩個主要功能。UWB定位基站網絡運維支持場端基站的健康監測、覆蓋信號質量分析、異常侵入監測等多種功能,可有效保障大規模部署網絡的運行維護工作。C.4.1場端布設要求a)基站布設要求對需定位的場景進行基站布設時,各基站間需保持通視。因綜合考慮定位目標被遮擋、定位覆蓋面積等因素,常采用4個基站為一組形成矩形的方式進行布設。b)覆蓋范圍要求站的覆蓋范圍要求。對完全通視的環境下(如露天停車場),單個基站的覆蓋范圍不低于50m。對遮擋環境下(如地下停車場),單個基站的覆蓋范圍常受建筑物(柱子等)的遮擋以及周邊物體的散射影響,通視條件滿足時保證精度的單個基站服務范圍應不低于20m,復雜環境區域可適當增加基站密度。上述覆蓋范圍要求為考慮系統簡潔和成本優化而給出的建議值,本文件不限制UWB定位基站在特定停車場進行定位服務覆蓋所需的基站數量,UWB定位系統性能以目標定位區域的實際精度等系統性能達右全向通視條件,向上視場角不低于±80°。可由電池供電,可通過太陽能、車載12V等方好的傳輸性能,單車載標簽建議安裝在車輛前擋風玻璃內側,同時應確保不阻礙司機視線的位置。但對于整體安裝在車內的UWB定位終端(天線也無法外置)的情況,由于不能確保UWB天線向車身前后左右的全向通視,因此不要求達到與前裝或者車頂外置天線相同的定位性能 (精度、實時性等);d)多車載標簽設備安裝:增加多個車載標簽設備并配置于車輛不同特征部位,同時匹配對應的因素(在此不做限定)。a)橫縱向單點定位精度位結果均要求提供可信度標志(建議為節省數據幀長度,可信度可用4bits二進制表示,b1111表示最定位結果的過程稱為冷啟動。根據4z協議的通信速動時間應低于5s;定位結果的過程稱為熱啟動,根據4z協議的通信速率,熱啟動時間應低于0.2s。出穩定的航向角,且航向角精度優于3*sigma<0.5°;向角,并且航向角精度優于3*sigma<站接收,并且考慮場端計算機算能負荷限制對單個終端而言,系統應支持單個停車場內不低于300個UWB終端以不低于30Hz的頻率輪流定位,并且支持根據UWB終端數量動態類似GNSS定位系統,應能支持不限數量的UWB定位終端同時工作,且每個終端所能獲得1)使用全站儀、對中桿等基礎測繪儀器,建立坐標系,和地圖配合,在停車場內均勻分布統的坐標系和地圖坐標系的嚴格匹配,達到車輛行駛的道路區域內優于0.05m的坐標系匹配精度。控制點如果在地面,必須打入含有識別碼的測繪標識釘,控制點如果在2)停車場地圖同時具有本地相對坐標系和大地經緯度絕對坐標系,則地圖制作方應向UWB定位系統提供上述控制點的本地坐標系和大地經緯度坐標系兩套坐標,且轉換精度由地圖制作方保證。UWB定位系統在獲得兩套控制點坐標后,應根據車輛需要輸出本地相對坐標系或大地經緯度絕對坐標系兩種格式之一的定位結果,精度均應滿足要求。f)服務覆蓋范圍的地圖標注:其滿足定位精度要求(3*sigma<0.15m)的區域覆蓋圖,作為UWB定位服務的責任區域,該部分區域內全部服務區域性能下降或失效發生的10s內向自主代客泊車管理系統、地圖云等上層平臺匯報該故障,更新服務覆蓋范圍,并在故障恢復后再次匯報UWB定位服務狀態并更新服務覆蓋范圍。g)慣性導航融合性能建議UWB定位終端可內置慣性傳感器IMU,融合車輛的輪速/里程計等信息,在UWB定位服務失效或降級情況下,用于實現高精度航位推算,建議在輪胎僅發生滾動摩擦的高附著力路面上可以維持不低于100m以上位置精度優于3*sigma<0.3m的性能。h)UWB定位結果輸出接口必要內容描述:1)UWB終端ID(全局唯一ID,用于與商用業務邏輯對應);2)三維空間坐標(本地相對坐標系或大地經緯度坐標系,按需設置,建議參考GNGGA格式);3)定位時間戳(建議精度10ms以上,建議參考GNGGA格式);4)可信度(建議參考GNGGA格式)。C.6性能評價方法C.6.1靜態定位精度車輛靜止狀態下定位位置定位誤差(RMS模型)和定位精確度。對于二維定位,測試點真實位置坐標記為(x?,yo),系統定位的位置坐標記為(x,y),單點單次定位誤差計算方式如下:對于三維定位,平面精度和二維定位定義一樣,高度方向精度定義為Z——測量高度坐標;Zo——參考高度坐標。定位精確度反應了位置的波動程度,對于二維定位或者三維定位中的水平定位,假設在一個測試點測試N次,第i次測量位置坐標記為(xi,yi),i=1,2,…,N,精確度計算如下:x,y——代表x,y測量值的均值。C.6.2動態定位精度道路自動駕駛定位精度:通過設置標準直線行駛軌跡的方式,測試定位軌跡距離參考軌跡的偏差,統計最大偏差,平均偏差距離。泊車入位定位精度:采用0.05m以下精度的超高精度定位方案(如場端視覺定位)作為實際參考軌跡的采集手段,測試車輛泊車入位過程的軌跡點偏差。(資料性)D.1概念描述可見光通信定位技術是利用已有室內照明網絡,通過算法將信息加載在燈光中,實現在照明的同時傳送定位信息的技術。該定位技術利用光接收器實現接收光波加載的信息并進行解析。D.2功能定義地下停車場內每一個包含可見光通信定位功能的LED照明燈具,在照明的同時都可以作為一個定位基站設備,利用發光二極管發出的肉眼看不到的高速明暗閃爍信號光源作為發射載體傳輸信息,在其光照范圍內發送唯一的光ID信標。當用戶進入照明區域,光接收器接收并識別光信標及光圖像邊界信息,解析出燈波發送的唯一光ID信標及光圖像信息,獲取其在地圖數據庫中確定對應位置信息,完成精準定D.3編碼規則可見光通信定位技術編碼規則:通過調制算法及核心處理器,控制LED照明燈具發出明暗變化的條紋,將LED照明燈具上的光ID信息發送出去。圖D.1可見光通信定位技術編碼規則示意圖下能夠發射出可見光ID信號,光接收器接收光信號并完成信標信息的解調。D.4使用環境D.4.1安裝環境可見光通信定位技術使用環境為室內或地下停車場,即需要照明又需要精準定位的環境。照明環境滿足國家及住建委地下停車場照明規范及標準。D.4.2燈具安裝可見光通信定位照明燈具安裝高度距地面建議3m~5m。LED照明燈具安裝密度每隔3m~5m安裝。可見光高精度定位照明燈具形態采用1200mm×300mm平板燈具。D.5定位精度及延遲D.5.1道路自動駕駛定位精度(相對精度)a)橫向定位誤差:≤0.3m;b)縱向定位誤差:≤0.3m;c)高度誤差:≤0.4m;d)偏航角誤差:≤5°。D.5.2泊車入位定位精度(相對精度)a)橫向定位誤差:≤0.1m;b)縱向定位誤差:≤0.1m;c)高度誤差:≤0.15m;d)偏航角誤差:≤3°。a)初始定位延遲車輛啟動后初始定位成功時延<30s。b)跟蹤定位延遲<200ms。D.6定位質量評價由于在室內或地下停車場每一盞LED可見光通信定位照明燈具都具有固定位置且光波在所覆蓋光斑內發送唯一光ID信標,不受電磁波,運動物體及環境影響,與其它定位技術融合可視為基準定位坐標。(資料性)激光定位E.1場端激光定位E.1.1功能定義激光雷達(Lidar),是以發射激光束探測目標的位置、速度等特征量的雷達系統。激光雷達在室內和室外場景都可以使用,定位的誤差在亞米級。E.1.2性能指標E.1.2.1坐標系與地圖對應關系以激光雷達的位置作為參照點,區域內目標物體位置坐標可以在激光雷達坐標系和大地坐標系進行相互轉換。E.1.2.2輸出內容目標物體的定位信息應包括:a)檢測目標ID(全局唯一ID);b)目標物體三維空間坐標;c)目標物體姿態(長、寬、高和朝向);d)速度(以km/h為單位的浮點數);e)輸出信息時間戳(以s為單位的浮點數);f)輸出信息置信度(建議為大于0且小于1的浮點數,1代表完全信任,0代表完全不信任)。E.1.2.3輸出頻率定位信息輸出頻率應≥10Hz。E.1.2.4輸出精度要求如下:a)定位精度(相對精度):橫向定位誤差≤0.1m,縱向定位誤差≤0.2m,高度誤差≤0.5m,非靜止情況下航向角誤差≤5°;b)目標物體識別精度:可視度達達到或超過50%的情況下,30m內的目標物體識別率應達到99%;c)速度估計精度:速度估計誤差應小于2km/h。E.1.3場端激光雷達傳感器性能要求要求如下:a)點云輸出速率≥10Hz;b)100m內測距精度不低于±0.03m;c)100m內測距重復性不低于±0.03m;d)近處探測盲區應<0.5m;f)水平視場角范圍≥100°;g)工作溫度范圍為-20℃~85℃;h)防水等級至少為IP65。E.1.4場地設備的安裝與建議內容包括:a)可將多個激光雷達安裝于較高位置(通常高于地面2.5m~5m)并帶有一定傾斜角,最終使得激光雷達的探測視野大面積覆蓋被測場地;b)場側激光雷達設備應明確供電要求,安裝需求,維護需求等任何影響到設備長期使用的指標,符合國家對該類型設備的各項標準要求;c)雷達部署的密度,和雷達本身的視場角(FieldofView,FOV)和探測距離有關系,保證場端有至少每20cm3有激光點云覆蓋;d)激光雷達定位部署規劃及部署后,應使用地圖標注方式,明確定位服務的覆蓋范圍,明確標注有效邊界,包括盲區、安全死角等信息,并通過測試驗證。E.1.5標定方式對激光雷達進行標定是為了建立激光雷達坐標系與真實場地環境的坐標系的映射關系。通過測量激光雷達覆蓋區域的若干位置點在激光雷達坐標系和大地坐標系下的坐標得出目標在激光雷達坐標系與大地坐標系的轉換關系,作為目標位置計算的參數。也可以通過測量激光雷達在大地坐標系下的坐標和不同定位算法,標定方式各有不同,具體標定方式依據定位算法制定。E.1.6與其它定位技術的融合不同的定位子系統可根據冗余信息進行誤差修正,保證車輛在各種非理想道路環境中持續實現高精定位。具體來說,首先根據車輛絕對位置坐標從高精地圖中提取該位置相應的道路特征,與激光雷達點云識別的道路特征做匹配,并實現高精定位。E.2車端激光定位E.2.1功能定義車端激光定位是指搭載激光雷達的車輛根據激光雷達探測得到的點云,構建描述周圍環境的地圖信息,并將所構建地圖與當前
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