硅谷研发中心传感器融合负责人职位 Dr. Liu本期主讲人

嬴彻大课堂 | 第二期:自动驾驶的「慧眼」- 3D 环境感知



视频时长约为10分钟,请注意流量

1.  嬴彻自动驾驶软件系统架构

最底层是数据分发系统,其上有嬴彻开发的Inceptio Robotics System。在这样的操作系统上,3D感知是Software Stack中非常重要的一环,包括传感器融合、Radar pipeline、Camera pipeline 和 Lidar pipeline。

2. 了解传感器 

3D感知系统,即环境感知系统,一般包括毫米波雷达、激光雷达和摄像头,这三种传感器各有优势也各有劣势。

【摄像头】它的优点是成本低廉,支持基于深度学习的类型识别,技术相对比较成熟。摄像头的劣势在于获取准确三维信息非常难,同时受环境光限制比较大。

【毫米波雷达】它的优点在与测距、测速精度高,耐候性好,适用于ADAS产品的应用,价格相对激光雷达低许多。缺点在于无法完成障碍物的形态识别。

激光雷达】它的优点在于其探测距离较远,而且能够准确获取物体的三维信息;另外它的稳定性相当高。但激光雷达对速度不敏感,且目前成本较高。

环境感知系统的一个重要目的是将这三种传感器有机地融合在一起,发挥各个传感器的所长,最大化挖掘感知系统潜力,实现1+1+1>3的效果。

3. 单目标跟踪的定义 

基于传感器数据,来估计目标在场景中的运动轨迹,包括它的位置、速度、加速度等。在其中需要解决数据存在误差、不完善、miss detection、false alarm等问题。

4. 单目标跟踪的4大重点 

【重点1】 航迹检测 Track Initialization

-确定场景中是否有一个目标在运动

扩展阅读《几种检测前跟踪算法的检测性能比较》:

https://link.springer.com/content/pdf/10.1155/2008/428036.pdf

【重点2】 数据关联 Data Association

– 确定哪些量测信息是从目标来的

扩展阅读《数据关联简介》:http://www.cse.psu.edu/~rtc12/CSE598C/datassocPart1.pdf

《概率数据互联滤波器》:https://en.wikipedia.org/wiki/Probabilistic_data_association_filter

【重点3】 滤波器 Filter

 – 基于传感器的量测信息,过滤噪声,以估计目标的运动状态

扩展阅读《卡尔曼滤波器》:https://en.wikipedia.org/wiki/Kalman_filter

【重点4】 目标机动 Target maneuver

 – 需要假设目标的运动模型

扩展阅读《机动目标跟踪综述 - 第五部分:多模型方法》:http://users.isr.ist.utl.pt/~alex/theses/predbot/surveymtt5.pdf

5. 更多目标跟踪的课题 

  • 航迹的起始  Track initialization

  • 乱序数据处理  Out of sequence measurements
  • 目标运动模型的设计  Dynamic model design

  • 系统参数的识别  Parameter identification
  • 传感器数据概率模型  Probabilistic model for sensor data

  • 扩展目标跟踪  Extended target tracking

我们将在未来选取部分课题进行详谈。

嬴彻科技
嬴彻科技

专注于自动驾驶卡车网络运营,聚焦于干线物流运营场景,自主研发L3和L4级自动驾驶技术,和汽车产业紧密合作,为物流客户提供更安全、更高效、更优成本的资产服务,成为最值得信赖的自动驾驶卡车网络。

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产业3D自动驾驶感知
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深度学习(deep learning)是机器学习的分支,是一种试图使用包含复杂结构或由多重非线性变换构成的多个处理层对数据进行高层抽象的算法。 深度学习是机器学习中一种基于对数据进行表征学习的算法,至今已有数种深度学习框架,如卷积神经网络和深度置信网络和递归神经网络等已被应用在计算机视觉、语音识别、自然语言处理、音频识别与生物信息学等领域并获取了极好的效果。

激光雷达技术

自动驾驶车辆传感器的一种,采用激光扫描和测距来建立车辆周围环境的详细三维模型。Lidar 图像具有高度准确性,这使得它可以与摄像头、超声波探测器和雷达等常规传感器相提并论。然而激光传感器面临体积过大的问题,同时,它的机械结构非常复杂。

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知觉或感知是外界刺激作用于感官时,脑对外界的整体的看法和理解,为我们对外界的感官信息进行组织和解释。在认知科学中,也可看作一组程序,包括获取信息、理解信息、筛选信息、组织信息。与感觉不同,知觉反映的是由对象的各样属性及关系构成的整体。

参数技术

在数学和统计学裡,参数(英语:parameter)是使用通用变量来建立函数和变量之间关系(当这种关系很难用方程来阐述时)的一个数量。

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卡尔曼滤波,也称为线性二次估计(LQE).它使用时域上一系列包含统计噪声和其他误差的观测量,对未知变量进行估计。这种方法因为对每个时间段上未知变量的联合概率分布做了估计,因此比基于单一观测值预测更加精确。

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操作系统(英语:operating system,缩写作 OS)是管理计算机硬件与软件资源的计算机程序,同时也是计算机系统的内核与基石。操作系统需要处理如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入与输出设备、操作网络与管理文件系统等基本事务。操作系统也提供一个让用户与系统交互的操作界面。

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多目标跟踪(Multiple Object Tracking or Multiple Target Tracking, MOT or MTT)主要任务是在给定视频中同时对多个目标进行定位、维持他们的ID、生成他们各自的轨迹。

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