课程名称:高精度地图与定位技术培训课程
培训对象:定位算法工程师、地图工程师、SLAM算法工程师、自动驾驶系统工程师、测试工程师。
培训目标:
全面掌握高精度地图标准与构建流程。
精通GNSS/IMU组合导航与多源融合定位。
熟悉激光雷达/视觉定位与SLAM技术。
掌握车道级定位与地图匹配方法。
1. 高精度地图概述与标准
高精度地图定义与要素(车道级/拓扑/属性);NDS与OpenDrive标准;ADASIS协议;高精度地图与导航地图区别;高精度地图应用场景。
2. 高精度地图采集与制作
地图采集车配置;激光雷达/相机/IMU采集流程;点云建图与图像拼接;地图标注与要素提取(车道线/交通标志/护栏/杆件);地图自动化构建。
3. 高精度地图更新与分发
众包更新与专业更新;OTA地图更新机制;地图版本管理;车端地图存储与索引;地图压缩与传输优化。
4. GNSS定位原理与误差分析
GPS/北斗/GLONASS/Galileo系统;伪距定位与载波相位定位(RTK/PPK);GNSS误差源(电离层/多路径/星历误差);差分定位原理;GNSS信号遮挡与多路径。
5. 惯性导航(IMU)原理
IMU组成(加速度计/陀螺仪);IMU误差模型(零偏/比例因子/噪声);捷联惯导解算;IMU与GNSS互补性;MEMS-IMU与光纤-IMU选型。
6. GNSS/INS组合导航
松耦合/紧耦合/深耦合架构;卡尔曼滤波在组合导航应用;惯导辅助RTK;INS/GNSS融合定位;组合导航性能指标。
7. 激光雷达定位与SLAM
激光雷达里程计(LOAM/LeGO-LOAM);激光雷达-惯性SLAM(LIO-SAM);基于高精度地图的激光定位(NDT匹配/ICP匹配);重定位与 kidnapped robot问题。
8. 视觉定位与SLAM
视觉里程计(ORB-SLAM/VINS-Mono);视觉-惯性SLAM(VINS-Fusion);基于语义特征的视觉定位;视觉与高精度地图匹配;视觉定位光照适应性。
9. 多源融合定位架构
GNSS/INS/激光雷达/视觉/轮速多源融合;因子图优化在融合定位应用;故障检测与隔离;完好性监测;定位置信度输出。
10. 车道级定位与地图匹配
高精度地图匹配算法(点到线/点到面);拓扑约束与轨迹平滑;车道级定位输出;车道保持与变道辅助定位;路口与匝道定位增强。
11. 定位系统测试与评价
定位精度评价指标(RMSE/CEP95/标准差);轨迹真值获取方法(高精度组合导航/总站);场景覆盖测试(隧道/城市峡谷/林荫道);长时稳定性测试;定位完好性测试。
12. 下一代定位技术趋势
5G定位与UWB;V2X协同定位;深度学习端到端定位;语义地图与众包更新;无GNSS环境定位增强。
【综合案例研讨】
案例一:城市峡谷多源融合定位系统开发——某自动驾驶项目在城市高楼密集区GNSS信号频繁丢失,通过GNSS/INS/轮速/视觉定位多源融合,结合高精度地图匹配,实现隧道与城市峡谷连续定位,横向定位误差小于20cm。
案例二:LIO-SAM激光雷达定位建图实战——基于某园区数据集,使用LIO-SAM框架实现激光雷达-惯性紧耦合SLAM,构建高精度点云地图,并实现基于NDT匹配的实时重定位,定位精度达到10cm以内。
案例三:车道级定位在车道保持中应用——某L2+级辅助驾驶系统需要车道级定位支持,通过高精度地图匹配与视觉车道线检测融合,实现车道级横向定位输出,配合车道保持系统通过复杂弯道与车道分叉场景测试。