用于無人駕駛汽車的LiDAR 自動(dòng)制圖技術(shù)喧笔,竟來源于逆項(xiàng)工程的三維掃描儀

看了一篇文章,關(guān)于三菱電機(jī)的自動(dòng)制圖技術(shù)龟再,突然發(fā)現(xiàn)無人駕駛汽車上的LiDAR技術(shù)和三維激光掃描儀的技術(shù)相似,于是我查找網(wǎng)上資料進(jìn)行了求證尼变。

因?yàn)楸救耸菣C(jī)械專業(yè)利凑,所以在三維建模方面略知一二,三維建模技術(shù)是機(jī)械設(shè)計(jì)的一個(gè)工具嫌术,我們先來看看三維掃描是什么哀澈?

三維掃描技術(shù)主要應(yīng)用于以下兩個(gè)方面:

1.產(chǎn)品設(shè)計(jì)的逆向工程(RE)/快速成型(RP,.掃描實(shí)物度气,建立CAD數(shù)據(jù);或是掃描模型割按,建立用于檢測部件表面的三維數(shù)據(jù)。對于不能使用三維CAD數(shù)據(jù)的部件磷籍,建立數(shù)據(jù)适荣。競爭對手產(chǎn)品與自己產(chǎn)品的確認(rèn)與比較,創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫院领。 使用由RP創(chuàng)建的真實(shí)模型弛矛,建立和完善產(chǎn)品設(shè)計(jì)。有限元分析的數(shù)據(jù)捕捉比然。中國人就是靠三維掃描儀來山寨別人的產(chǎn)品丈氓,我這里想到眾泰為什么會(huì)做無人駕駛汽車了,因?yàn)樗麄內(nèi)S掃描技術(shù)用得相當(dāng)成熟(開個(gè)玩笑强法,不要當(dāng)真)万俗。

掃描汽車

2.它還應(yīng)用在土木工程測繪,面向高精度逆向三維建模及重構(gòu)饮怯。眾所周知傳統(tǒng)測繪技術(shù)主要是單點(diǎn)精確測量闰歪,但用它做建模工作時(shí)就愛莫能助了,因?yàn)槊枋瞿繕?biāo)結(jié)構(gòu)的完整屬性需要大量的測繪點(diǎn)采集硕淑,少則幾萬個(gè)课竣,多則幾百萬以上嘉赎,這樣才能把目標(biāo)完整的搬到電腦中來,所以于樟,用現(xiàn)代高精度傳感技術(shù)做輔助就解決了這個(gè)問題公条,三維激光掃描技術(shù)就是這類全自動(dòng)高精度立體掃描的技術(shù)。

原來不止是計(jì)算機(jī)專業(yè)的要學(xué)習(xí)VC迂曲、Matlab及OpenGL等數(shù)據(jù)處理軟件.靶橱,機(jī)械和土木的同學(xué)也要學(xué)。

如下圖所示就是三維激光掃描技術(shù)在實(shí)際工作中獲取實(shí)物的立體數(shù)據(jù)的過程路捧。首先在實(shí)物附近架設(shè)三維掃描儀关霸,對目標(biāo)物進(jìn)行三維掃描,將掃描的數(shù)據(jù)點(diǎn)云進(jìn)行內(nèi)業(yè)處理杰扫,建立物體表面模型(DSM)队寇,最后經(jīng)著色形成高精度的三維實(shí)物數(shù)據(jù)模型。長期保存在數(shù)據(jù)介質(zhì)中章姓,供以后建設(shè)佳遣、設(shè)計(jì)和恢復(fù)重建時(shí)參考應(yīng)用。

地質(zhì)人員掃描滑坡

近些年來凡伊,三維激光掃描儀已經(jīng)從固定朝移動(dòng)方向發(fā)展零渐,最具代表性的就是車載三維激光掃描儀和機(jī)載三維激光雷達(dá)。也就是說原來的三維掃描儀是固定的系忙,而裝在無人駕駛汽車上的雷達(dá)在不停的轉(zhuǎn)動(dòng)诵盼,在掃描周圍的環(huán)境信息,建立三維模型银还,當(dāng)然更加復(fù)雜风宁。

機(jī)載激光三維雷達(dá)系統(tǒng)(Light Detection And Ranging,簡稱LiDAR)是一種集激光掃描儀(Scanner)蛹疯、全球定位系統(tǒng)(GPS)和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)以及高分辨率數(shù)碼相機(jī)等技術(shù)于一身的光機(jī)電一體化集成系統(tǒng)杀糯,用于獲得激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)并生成精確的數(shù)字高程模型(DEM)、DSM(數(shù)字表面模型)苍苞,同時(shí)獲取物體DOM(數(shù)字正射影像)信息固翰,通過對激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理,可得到真實(shí)的三維場景圖羹呵。

新聞如下

據(jù)外媒報(bào)道骂际,三菱電機(jī)(Mitsubishi Electric Corporation)于昨日(2017年3月16日)宣布,其基于人工智能(AI)技術(shù)及旗下的移動(dòng)測圖系統(tǒng)(Mobile Mapping System冈欢,MMS)歉铝,現(xiàn)已研發(fā)出兩項(xiàng)新技術(shù)——自動(dòng)制圖技術(shù)(Automated Mapping Technology)及高精確3D地圖的特征點(diǎn)變動(dòng)提取技術(shù)(Technology for Extraction of Transitions in Mapping Landscape)。上述技術(shù)能為用戶提供道路和周邊物體的靜態(tài)信息凑耻,并將其應(yīng)用于動(dòng)態(tài)地圖的繪制中太示。作為業(yè)內(nèi)先驅(qū)柠贤,三菱電機(jī)旨在縮短地圖的繪制時(shí)間,持續(xù)推送最新的動(dòng)態(tài)信息(如:交通燈和周邊車輛信息)类缤,以確保自動(dòng)駕駛的安全性和高度精準(zhǔn)性臼勉。2017年德國漢諾威電子展(CeBIT 2017)將于2017年3月20-24日舉辦,三菱電機(jī)將在該展會(huì)上首次展出這兩項(xiàng)新技術(shù)餐弱。

自動(dòng)制圖技術(shù)

借助人工智能(AI)技術(shù)宴霸,系統(tǒng)能夠快速地創(chuàng)建精密、準(zhǔn)確的3D地圖膏蚓,將道路標(biāo)識和交通標(biāo)志等所需信息從激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)(也稱“點(diǎn)云數(shù)據(jù)”瓢谢,laser-point clouds)及攝像數(shù)據(jù)中提取出來,上述數(shù)據(jù)均通過移動(dòng)測圖系統(tǒng)測量及采集驮瞧。該系統(tǒng)將為用戶提供道路及路側(cè)建筑物的3D位置信息氓扛,其絕對精度(absolute precision)等于或小于10厘米。車輛行駛時(shí)论笔,車載激光掃描儀幢尚、攝像頭及衛(wèi)星定位天線(GPS antennas)將組成協(xié)作系統(tǒng),共同采集所需的位置信息翅楼。人工智能技術(shù)還提升了數(shù)據(jù)精度,其只提取真慢、識別必需的信息毅臊,使地圖的創(chuàng)建速度比業(yè)內(nèi)普遍采用的手動(dòng)創(chuàng)建方式要快上10倍,其成本也比常規(guī)途徑便宜得多黑界。

特征點(diǎn)變動(dòng)提取技術(shù)

目前管嬉,三菱電機(jī)結(jié)合使用多款提取技術(shù),以便能更早地創(chuàng)建動(dòng)態(tài)地圖朗鸠,進(jìn)而提升地圖更新效率蚯撩,縮短地圖維護(hù)所需的時(shí)間。該技術(shù)能夠自動(dòng)提取過往數(shù)據(jù)的特征點(diǎn)(characteristic points)烛占,將移動(dòng)制圖系統(tǒng)所測得的最新激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行比對胎挎,該技術(shù)能識別兩者間的差異,提取變動(dòng)特征點(diǎn)的信息忆家。借助該項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)犹菇,動(dòng)態(tài)地圖的維護(hù)時(shí)間及高精度3D地圖的升級時(shí)間大幅縮短,系統(tǒng)將只提取變動(dòng)后的特征點(diǎn)用于地圖更新芽卿,不必每次都更新整張地圖揭芍。

未來,三菱電機(jī)計(jì)劃向地圖發(fā)行商(map publishers)出售采用上述技術(shù)的旗下軟件卸例,預(yù)計(jì)今年10月三菱電機(jī)將與動(dòng)態(tài)地圖規(guī)劃公司(Dynamic Map Planning Corporation)達(dá)成軟件出售交易称杨,后者將采用該軟件繪制日本的高速公路地圖肌毅,為用戶呈上高精度的3D地圖。

背景介紹

據(jù)估計(jì)姑原,2019-2020年間悬而,日本的自動(dòng)駕駛水平將從先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)提升至3級自動(dòng)駕駛,自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)需求將進(jìn)一步增大页衙。由于自動(dòng)駕駛系統(tǒng)需要將車內(nèi)傳感器和動(dòng)態(tài)地圖結(jié)合使用摊滔,目前面臨的最大挑戰(zhàn)是——如何向用戶提供最新版的地圖信息。三菱電機(jī)的兩項(xiàng)新技術(shù)能快速店乐、高效地創(chuàng)建并更新3D地圖艰躺,精準(zhǔn)度極高。未來眨八,三菱電機(jī)將繼續(xù)致力于縮短地圖的創(chuàng)建時(shí)間及維護(hù)時(shí)間腺兴,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛地圖的動(dòng)態(tài)更新。

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