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高翔的SLAM技术在自动驾驶和机器人领域应用.pdf

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简介:
本文档由高翔撰写,深入探讨了Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) 技术在自动驾驶汽车及机器人领域的应用与挑战,旨在为相关研究者提供有价值的参考。 《自动驾驶与机器人中的SLAM技术》一书由高翔撰写,详细介绍了在自动驾驶及机器人领域中Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) 技术的应用与发展。该书深入浅出地讲解了SLAM的基本原理、算法实现以及实际应用案例,对于研究和开发相关领域的工程师和技术人员具有很高的参考价值。

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  • SLAM.pdf
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    本文档由高翔撰写,深入探讨了Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) 技术在自动驾驶汽车及机器人领域的应用与挑战,旨在为相关研究者提供有价值的参考。 《自动驾驶与机器人中的SLAM技术》一书由高翔撰写,详细介绍了在自动驾驶及机器人领域中Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) 技术的应用与发展。该书深入浅出地讲解了SLAM的基本原理、算法实现以及实际应用案例,对于研究和开发相关领域的工程师和技术人员具有很高的参考价值。
  • SLAM及挑战-智行者
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    该演讲由智行者的高翔带来,主要探讨了SLAM(即时定位与地图构建)技术如何应用于自动驾驶领域及其面临的各种挑战。演讲结合实际案例深入浅出地分析了这一技术的发展趋势和未来方向。 SLAM(即时定位与地图构建)技术在自动驾驶中的应用及面临的挑战是目前该领域的热门话题之一。高翔博士作为清华大学自动化系的博士、慕尼黑工业大学的博士后,以及百度自动驾驶L4定位组的研发工程师和智行者科技定位组负责人,在分享他对自动驾驶中定位技术的看法时提出了许多见解。 首先探讨一个问题:为什么自动驾驶需要高精度的位置信息与地图?人类驾驶汽车并不依赖于这种级别的精确度。对于不熟悉的路线,驾驶员可以依靠电子导航系统及GPS进行指引;而对于熟悉的地方,则可能完全不需要借助这些工具,仅凭记忆即可驾车行驶。然而,在实现全自动化无人驾驶的过程中,厘米级的定位和制图精度是必不可少的条件之一,因为自动驾驶汽车高度依赖于多线激光雷达以及高精地图等技术手段来确保安全与效率。 回顾一下自动驾驶的发展历程:2002年DARPA发起了沙漠挑战赛;随后在2013年至2015年间,包括通用、福特在内的多家传统车企及国内的初创公司纷纷加入到这一领域的研发竞赛中。到了2017年百度推出了Apollo开放平台,并且现在已更新至第五个版本。 自动驾驶技术涵盖多个层面:从车辆与行人的检测识别(感知)、高精度地图制作和维护,再到定位、路径规划以及障碍物规避等任务;还有决策制定与控制策略的实施。此外还包括硬件设备如传感器及计算芯片的设计制造,软件平台的研发部署等等一系列工作内容。 自动驾驶技术在原理上区别于人类驾驶方式:前者更侧重于实时且广泛适用性极强的数据感知能力,并辅以较低频率但米级精度级别的定位服务;后者则更加依赖于分米级别精确度的高频次位置判断以及灵活机动性的操控技巧。比如,人类驾驶员仅通过视觉信息就能准确把握车辆与路面的关系并进行有效控制。 然而,在当前的技术条件下,自动驾驶汽车仍需依靠高精地图和精准的位置确定技术才能实现其功能目标。定位任务旨在明确车载系统在世界坐标系或特定参考图中的具体位置及其姿态;而制图环节则为后续的路径规划及导航算法提供所需的数据支持与规则框架。 对于乘用车而言,大部分控制器要求车辆具备30厘米以内的精确定位能力。通常认为,在达到L4级及以上高度自动化水平之前必须攻克高精度定位和地图绘制的技术难关;而在较低等级(如L2至L3)的应用场景中,则更多依赖于局部范围内的感知与决策机制来完成任务。 SLAM技术在自动驾驶中的应用及其面临的挑战是一个复杂多面的问题,需要从多个维度进行深入研究才能找到有效的解决方案。
  • SLAM》(博士).zip
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    本资料由高翔博士编写,深入探讨了自动驾驶和机器人领域中的SLAM(同步定位与地图构建)技术。内容涵盖理论基础、算法实现及实际应用案例,适合相关领域的研究者和技术人员学习参考。 自动驾驶算法研究项目提供源码,易于运行部署,适用于学习交流。
  • SLAM源码研究
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    本项目专注于SLAM(同步定位与地图构建)技术的研究及其在自动驾驶汽车和机器人领域的应用,通过深入分析相关开源代码,探索提高导航精度及实时性的方法。 欢迎对SLAM技术感兴趣的朋友们下载自动驾驶和机器人中的SLAM技术源码。
  • 状态估计学中及视觉SLAM14讲——SLAM探讨
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    本课程深入讲解了状态估计理论及其在机器人导航中的关键作用,并详细剖析了视觉SLAM技术,旨在为自动驾驶和机器人定位提供坚实的技术支持。 机器人学中的状态估计以及视觉SLAM技术在自动驾驶与机器人领域扮演着重要角色。相关知识可以通过《视觉SLAM十四讲》深入了解。
  • 研究报告.pdf
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    本报告深入分析了当前自动驾驶技术的发展趋势、市场动态及关键技术,并探讨了未来几年内该领域的挑战与机遇。 自动驾驶行业研究报告全面概述了当前该领域的技术进展、市场规模、驱动因素以及未来趋势。报告将自动驾驶技术分为无人驾驶技术和高级辅助驾驶系统(ADAS),强调两者在实现完全自主驾驶过程中的重要作用。 其中,无人驾驶侧重于提升车辆的自主行驶能力,而ADAS则专注于提供各种辅助功能来增强驾驶员的安全性和便利性。根据自动化程度的不同,自动驾驶被划分为四个阶段:从Level 1的基本辅助到Level 4+的全自动驾驶。目前市场上已经实现了Level 2级别的高级驾驶辅助系统(如自适应巡航控制和车道偏离预警)。 全球自动驾驶市场规模巨大,预计未来会随着整体汽车销量的增长以及ADAS技术渗透率的提升而进一步扩大。当前阶段的主要功能模块包括定速巡航、防抱死制动系统(ABS)、电子稳定程序(ESP)、碰撞预警及紧急刹车等。尽管如此,Level 3至Level 4+级别的完全无人驾驶技术仍处于开发与测试之中。 此外,报告还强调了ADAS在中国市场的巨大发展潜力以及政策环境对行业发展的积极影响。同时指出自动驾驶领域吸引了大量投资,并成为资本市场上的一大热门话题。 最后,该研究报告详细分析了当前市场上的主要竞争者及其在不同细分领域的布局情况,并对未来的发展趋势进行了预测。这份全面的指南不仅为业内人士提供了宝贵的参考信息,也为有意进入这一新兴市场的公司和投资者们指明了方向和发展机遇。
  • 基于VINS-MONO融合SLAM研究
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    本研究探讨了将视觉惯性里程计(VINS-Mono)与同步定位与地图构建(SLAM)技术相结合,在自动驾驶领域中的创新应用,旨在提升车辆在复杂环境下的自主导航精度和稳定性。 1. 动态物体对SLAM系统的影响显著,可能导致视觉部分引入错误估计并使整个系统变得不稳定甚至崩溃。本段落提出了一种基于SegNet深度学习网络的动态物体检测与剔除算法。该方法使用SegNet网络进行语义分割以获取掩膜,并通过形态学处理来扩大掩膜边缘和滤除噪点。同时,利用深度信息和极线距离两种方式识别动态点,然后将这两种方法得到的结果融合起来修复初始掩膜。最后,根据修复后的掩膜剔除动态点,从而为SLAM系统提供更准确的静态特征。 2. 当汽车从不同方向两次经过同一个地点时,传统多相机闭环检测算法可能无法成功地进行识别和匹配。为此,本段落开发了一种新的多相机交叉闭环检测方法。该方法将多个摄像机的数据整合到一个数据库中,并在查找匹配过程中采用交叉搜索的方式,使每个摄像头可以与其他任何一个摄像头建立闭环联系,从而提高了闭环的召回率。 3. 本研究设计了一个基于多相机、IMU和轮式里程计融合SLAM技术应用于自动驾驶系统的方案。在此基础上,本段落改进了VINs-MONO开源系统的设计,在不使用加速度计的情况下用轮式里程计提供位移信息,并重新规划了在线初始化策略。由于陀螺仪与轮式里程计的测量采用了预积分理论,文中详细推导了这一过程并给出了紧耦合优化的目标残差函数。
  • 主定位导航.zip
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    本资料探讨了自主定位与导航在自动驾驶机器人领域的关键技术,涵盖传感器融合、路径规划及环境感知等核心内容。 自动驾驶机器人自主定位导航技术是现代智能交通系统中的关键组成部分,它涉及计算机视觉、机器学习、传感器技术和控制理论等多个领域的交叉学科知识。本段落将深入探讨这一主题,涵盖自动驾驶的基础知识,包括感知、规划和控制,并讨论高级驾驶辅助系统(ADAS)及各类传感器的应用。 首先关注“感知”。自动驾驶机器人需要通过多种传感器获取环境信息,这些传感器包括激光雷达(LiDAR)、摄像头、毫米波雷达以及超声波传感器等。其中,LiDAR能够提供高精度的三维点云数据,用于构建实时的环境地图;摄像头主要用于图像识别,捕捉路面标志、行人和其他车辆;毫米波雷达则在恶劣天气下仍能提供可靠的测距信息;而超声波传感器适用于近距离探测,例如泊车辅助。 接下来是“规划”,这是自动驾驶的重要环节。路径规划需综合考虑路况、交通规则及动态障碍物等因素,生成安全高效的行驶路线;行为决策涉及如何应对各种驾驶场景,如变道和避障等;轨迹跟踪则是确保机器人按照预设路径精确行驶的关键步骤。 然后是“控制”。自动驾驶机器人的控制系统通常采用模型预测控制或反馈控制策略。前者利用未来的预测状态进行控制,后者则根据当前状态及反馈信息调整控制量。该系统的任务在于将规划出的轨迹转化为实际车辆运动指令。 定位导航技术则是实现自动驾驶的核心之一。GPS常用于粗略全局定位,在城市峡谷或室内环境下精度受限时,则采用SLAM(同时定位与建图)算法结合多传感器信息进行高精度自主定位及环境地图构建,使得机器人能够在未知环境中自主导航。 我们还应讨论“ADAS”。作为自动驾驶技术的前驱,高级驾驶辅助系统提供诸如盲点检测、碰撞预警和自适应巡航等功能,逐步增强车辆智能化程度。随着技术发展,这些功能逐渐被整合进更高级别的自动驾驶系统中。 总结而言,实现自动驾驶机器人自主定位导航是一项复杂而综合的任务,涵盖感知、规划、控制及定位导航等多个方面,并依赖于先进的传感器与算法。我们期待看到更加智能和安全的未来道路上出现这样的自动化驾驶系统。
  • 博新书《SLAM》源码修订版(按深蓝学院要求)
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    本书为高博主笔的《自动驾驶与机器人中的SLAM技术》源码修订版,旨在根据深蓝学院的教学需求,对原作内容进行优化和补充。书中详细解析了同时定位与地图构建(SLAM)的关键算法和技术,并提供了丰富的实践案例及代码实现,是相关领域学习者的宝贵资源。 高博新书《自动驾驶与机器人中的SLAM技术》源码修改版根据深蓝学院要求,对每一章的代码进行了特定修改_slam_in_autonomous_driving_change。
  • 5G智慧矿山白皮书.pdf
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    本白皮书探讨了5G技术如何赋能智慧矿山领域的自动驾驶系统,涵盖技术创新、应用场景及未来趋势等方面。 《智慧矿山5G自动驾驶白皮书》详细介绍了在5G技术的支持下,矿山行业如何实现自动化驾驶的应用和发展情况。该文档深入分析了当前的技术挑战,并提出了未来的发展方向与建议,旨在推动矿业的智能化转型和技术进步。