為什么自動駕駛的量產(chǎn)需要標(biāo)定車間？

　　　　【太平洋汽車 行業(yè)頻道】

　　自動駕駛需要各類傳感器來感知周圍環(huán)境，傳感器數(shù)據(jù)（圖像、點(diǎn)云等）上的坐標(biāo)與真實(shí)世界中的物體的坐標(biāo)存在對應(yīng)的轉(zhuǎn)換關(guān)系。這一轉(zhuǎn)換關(guān)系可通過建模獲得的公式計(jì)算。

　　這些公式中有的包含傳感器的外部參數(shù)，有的也包含傳感器的內(nèi)部參數(shù)。外部參數(shù)主要和傳感器的安裝方位有關(guān)，內(nèi)部參數(shù)主要和焦距、激光發(fā)射器坐標(biāo)等內(nèi)因有關(guān)。

　　傳感器的標(biāo)定工作，就是通過實(shí)驗(yàn)得出傳感器內(nèi)外參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)各傳感器的坐標(biāo)統(tǒng)一。

　　相機(jī)的內(nèi)參主要有焦距、鏡像畸變量級、縮放比例因子、主點(diǎn)等，外參主要有相機(jī)的平移向量、旋轉(zhuǎn)矩陣等。相機(jī)內(nèi)參模型使用最廣泛的是張正友的針孔模型，而視野廣、畸變大的相機(jī)會選擇魚眼模型或者全景模型。相機(jī)的內(nèi)參標(biāo)定目前業(yè)內(nèi)最廣泛應(yīng)用的是“張正友標(biāo)定法”，通過采集不同角度棋盤格標(biāo)定板圖像的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，計(jì)算出相機(jī)的內(nèi)參。

　　對比針孔模型+棋盤格標(biāo)定板和魚眼模型+ChArUco標(biāo)定板的標(biāo)定效果，可以看出后者的角點(diǎn)覆蓋范圍更大，去畸變效果也更好。

針孔模型+棋盤格標(biāo)定板標(biāo)定效果（此圖中將ChArUco標(biāo)定板當(dāng)做棋盤格標(biāo)定板使用）

魚眼模型+ChArUco標(biāo)定板標(biāo)定效果

　　相機(jī)的外參標(biāo)定亦可通過采用多個點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)來求得。

　　相機(jī)外參標(biāo)定-前視

　　相機(jī)外參標(biāo)定-車身前側(cè)

　　相機(jī)外參標(biāo)定-車身后側(cè)

　　激光雷達(dá)的內(nèi)參標(biāo)定指的是激光雷達(dá)內(nèi)部發(fā)射器坐標(biāo)和雷達(dá)自身坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換關(guān)系，這一標(biāo)定工作在激光雷達(dá)出廠前就已經(jīng)完成。激光雷達(dá)的外參標(biāo)定則主要通過采集多個點(diǎn)在激光雷達(dá)與現(xiàn)實(shí)世界坐標(biāo)，來求解系列方程，從而求出俯仰角、橫滾角、航像角、縱向位移等外部參數(shù)。

　　激光雷達(dá)的外參標(biāo)定

　　傳感器的標(biāo)定除了要進(jìn)行各傳感器自身的標(biāo)定之外，還要進(jìn)行相機(jī)之間的標(biāo)定、激光雷達(dá)和激光雷達(dá)之間的標(biāo)定、激光雷達(dá)與慣性導(dǎo)航單元（IMU)的標(biāo)定、以及相機(jī)和激光雷達(dá)的聯(lián)合標(biāo)定等標(biāo)定工作，最終實(shí)現(xiàn)多個傳感器坐標(biāo)的統(tǒng)一。

　　多相機(jī)之間的標(biāo)定

　　激光雷達(dá)與相機(jī)之間的標(biāo)定

　　目前，自動駕駛的激光雷達(dá)正在向固態(tài)激光雷達(dá)轉(zhuǎn)換，自動駕駛公司元戎啟行早在2021年就推出了全部采用固態(tài)激光雷達(dá)的方案。相比起機(jī)械雷達(dá)，固態(tài)激光雷達(dá)的FoV（視場角）非常小，多個雷達(dá)的重疊區(qū)域非常小，因此要采用與機(jī)械式激光雷達(dá)不同的算法來進(jìn)行固態(tài)激光雷達(dá)之間的標(biāo)定。面對這一問題，元戎啟行采用了基于先驗(yàn)地圖的多幀聯(lián)合優(yōu)化算法，成為了業(yè)內(nèi)率先進(jìn)行固態(tài)激光雷達(dá)標(biāo)定的L4級自動駕駛企業(yè)。

　　元戎啟行的激光雷達(dá)標(biāo)定效果

　　在自動駕駛的早期研發(fā)階段，傳感器的標(biāo)定還未形成高效的模式，主要的幾種標(biāo)定方式有輪廓對齊、環(huán)境重建等方式，但這些方式不是準(zhǔn)確性不理想，就是對環(huán)境的要求過高，有的需要在戶外進(jìn)行長時間的實(shí)驗(yàn)，標(biāo)定效率低。隨著自動駕駛進(jìn)入量產(chǎn)階段，這類標(biāo)定方法將不再適用，業(yè)內(nèi)需要的是高效、準(zhǔn)確的標(biāo)定模式——標(biāo)定車間。

　　標(biāo)定車間是一個高度定制化的場地，主要由標(biāo)定標(biāo)志物、標(biāo)定平臺、照明設(shè)備組成。標(biāo)定標(biāo)志物目前主要指標(biāo)定板，包括棋盤格標(biāo)定板、ArUco標(biāo)定板、圓形網(wǎng)格標(biāo)定板、ChArUco標(biāo)定板等。企業(yè)可根據(jù)采用的算法選擇不同類型的標(biāo)定板，有些企業(yè)也采用屏幕顯示標(biāo)定板的方式進(jìn)行標(biāo)定。

　　標(biāo)定板類型

　　ChArUco標(biāo)定板結(jié)合了棋盤格標(biāo)定板和ArUco標(biāo)定板的優(yōu)點(diǎn)，其內(nèi)部的每一個ArUco碼具有特定的id和方向，因此標(biāo)定板角點(diǎn)的坐標(biāo)排序不會因?yàn)檎趽醵　５鄬Χ?，采用ChArUco標(biāo)定板的算法的實(shí)現(xiàn)難度也更大。

　　標(biāo)定平臺有轉(zhuǎn)臺、滾輪、地面圍欄等形式。滾輪、地面欄桿主要通過控制車輛的對中，來確保標(biāo)定的統(tǒng)一性，這兩種方案所采用的標(biāo)定板位置是固定的，并且需要提前對環(huán)境進(jìn)行建模，。

　　相較于前兩種平臺，車輛在轉(zhuǎn)臺上進(jìn)行標(biāo)定，不用提前進(jìn)行環(huán)境建模，可采集到不同方面的標(biāo)定板圖像，對車輛位置沒有一致性要求，可在1分鐘內(nèi)自動化完成車輛的標(biāo)定，對車輛車型沒有限制，也不需要固定標(biāo)定板的位置，靈活度更高。

　　自動駕駛輕卡的標(biāo)定

　　由于標(biāo)定車間是一個較為固定的環(huán)境，可以實(shí)現(xiàn)更高精度、更一致的傳感器標(biāo)定。對于智能駕駛汽車量產(chǎn)來說，標(biāo)定車間更便于形成標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)流程，在滿足各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的條件下，銜接到車輛生產(chǎn)車間中，實(shí)現(xiàn)車輛出廠前的傳感器標(biāo)定，確保自動駕駛的安全。有業(yè)內(nèi)人士透露，由于標(biāo)定車間并不是車廠的原有標(biāo)配，在元戎啟行在與車廠的合作中，雙方就“標(biāo)定車間方案”也展開了共同研究，為高階自動駕駛的量產(chǎn)做準(zhǔn)備。