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Sanborn Map的3D高精地图,开启无人驾驶安全旅程
2018-06-27 13:44:21  作者:Bentley  来源:智造网—助力中国制造业创新—idnovo.com.cn

适用于无人驾驶汽车的精准地图

作为地理信息解决方案和技术的行业领导者,Sanborn Map Company, Inc. 正在制作供自动驾驶汽车的试驾模拟器使用的高精 (HD) 地图,为推动自动驾驶汽车变为现实贡献一份力量。Sanborn 与汽车制造商在一项 10 万美元的项目中展开合作,展示了定制高精地图的精度。Sanborn 使用 Bentley ContextCapture Center 软件并基于加利福尼亚州圣克拉拉县目标区域的航拍倾斜影像生成了三维实景网格,然后用绝对范围精度达 7 到 10 厘米的专有高精工程底图数据进行覆盖。由于它能在高分辨率三维城市环境中可视化高精地图,因此吸引了汽车公司在内部会议上和与交通管理部门人员召开的会议上几次三番地要求演示。通过 Bentley 应用程序,Sanborn 快速创建出了三维实景网格,以前这通常需要三名建模人员耗费六个月才能完成。这使得该项技术更显经济实惠,可以帮助 Sanborn 向客户提供卓越价值。

安全的试驾环境

各大汽车制造商竞相推出自动驾驶功能,使车辆在特定情况下具有一定的自动控制权,如刹车以避免即将发生的碰撞。为了实现无人驾驶汽车的目标,制造商需要证明他们的汽车在任何情况下都能安全地行驶。RAND 公司预计,无人驾驶汽车必须行驶 110 亿英里以上才能证明其安全性比有人驾驶汽车高 20%。如果 1,000 辆测试汽车每年 365 天不间断行驶,也将需要 50 年的时间才能达到 110 亿英里的行驶里程。如果在虚拟世界中模拟试驾,将只需几小时就能达到此水平。

Sanborn Map 的 IT 和软件工程总监 Sharad V. Oberoi 博士表示:“自动驾驶汽车不再是一个遥不可及的想法。各大汽车制造商都已发布或者很快就会发布允许汽车在一定程度上自行驾驶的自动驾驶功能。利用 ContextCapture Center 生成的三维网格,Sanborn 的先进技术小组已有能力向合作的汽车公司展示高质量的高精地图数据,而且是具备真实地面绝对准确性的数据。通过 ContextCapture Center 自动生成城市规模的三维模型,现在的项目进展速度比以前要快得多。”

Sanborn 创办于 1866 年,初始业务是制作火灾保险地图,后来随着市场的发展开始进军影像和测绘服务市场,如今已俨然成为高精地图新兴市场的领军企业。Sanborn 的先进技术小组已开发出高精度测绘专有技术,能够为自动驾驶汽车模型和市场创建标准化的高精度三维工程底图。这种高精度地图包含的信息要比 GPS 地图等传统数据源更详细、更真实、更精确。与目前能够在 1 米范围内定位汽车的测绘系统相比,高精度地图可以在小于 10 厘米的范围内定位车辆。

Sanborn 通过创建各种环境的三维实景模型并借鉴自己在航拍倾斜影像、航拍 LiDAR 数据和移动(驾驶)LiDAR 数据中积累的丰富经验进行绘制,可以为高精地图数据提供准确真实的环境信息。此外,该公司还使用了 Bentley 的实景建模软件 ContextCapture Center,可以针对任何规模的三维模型进行图像处理。ContextCapture Center 可以生成适用于三维工程设计的三维实景模型,然后与 Sanborn 的高精地图数据进行叠加,即可创建汽车制造商在虚拟世界中需要的专用地图数据集。

 

高清、高精度、高分辨率

在汽车制造商的项目中,Sanborn 采集了硅谷地区(包括圣克拉拉、森尼维耳 Heritage 区、帕洛阿尔托)和周边地区的航拍倾斜影像,构建了一个相当大的目标测绘区域。在单程、多程飞行计划中利用五台数码相机采集倾斜影像,其中四幅为斜视图,还有一幅是直下(垂直航拍)图。然后,使用 ContextCapture Center 对这些图像进行处理,很快就生成了圣克拉拉县复杂城市环境的三维网格模型。该软件自动使航拍图像呈三角形,以标识每幅图像的位置和方向,然后将这些图像重建为高精度的地理参考三维实景网格。

生成的三维实景网格为 Sanborn 的高精地图提供精确的真实环境。布满密密麻麻的三角形、悬垂纹理和捕捉点的三维网格构成了精致的细节、清晰的边缘和精确的几何图形,而这正是汽车合作伙伴所需要的。利用地理参考,可以标识与 Sanborn 的高精地图数据(在 XYZ 绝对空间中收集)相交的精确位置。项目团队通过用 Sanborn 的高精地图数据覆盖三维网格数据,就可以提供无人驾驶汽车在道路上安全行驶和安全通过交叉路口所需的全部关键信息。

高分辨率三维网格结合使用 Sanborn 绝对范围可精确到 7 到 10 厘米的高精地图,提供了道路上细致详尽的实物清单,如车道线和分道线、路缘和路肩以及交通信号和标志。加入由 ContextCapture Center 生成的周围建筑物并使用 Bentley Descartes 增强后,就生成了一个城市规模的实景模型,可为您带来更真实的驾驶体验。此外,通过将高精地图和三维网格一起集成到虚拟实景模拟工具中,即可用来测试自动驾驶汽车。使用的 FBX (Filmbox) 格式确保了模拟测试的流畅。

测试试验场地

针对自动试驾所需的多种复杂级别的多个环境,包括高速公路、复杂都市和复杂停车场等,Sanborn 利用 HD 测绘技术创建数据集。针对城市的部分区域,Sanborn 的地理信息开发者将三维网格加载到一个 Web 界面上,以方便汽车合作伙伴查看高品质的三维实景图。Sanborn 还开发了基于 Web 的分析工具,供合作伙伴查看叠加在三维实景网格上的矢量和点云数据并展开讨论。在三维查看界面中,可以精确测量距离、体积、表面积和其他参数。

通过在三维城市环境中展示复杂的高精地图,提供了高精度特征的环境信息,如公路车道、交通标志和信号以及周围建筑物。该项目充分展示了在三维实景模型中可以实现的道路智能化水平。多个汽车合作伙伴在内部会议以及在与交通管理部门员工召开的会议上,都使用了 Sanborn 的三维演示来探究用于自动试驾的虚拟环境。

经济实惠的资源

使用 ContextCapture Center,Sanborn 能够快速生成高质量的三维实景网格,为公司专有的高精地图数据集提供环境信息。实景建模软件可以自动执行通常需要三名三维建模师连续工作六个月才能完成的任务,因此节省了长达六个月的建模时间。过去的方法需要约 10 万美元的成本,无论是在 Sanborn 还是汽车合作伙伴看来,这都太过昂贵和耗时。

通过适度的时间和资源投资,Sanborn 展示了可用于自动驾驶的高精地图,最终得到了参与的各大汽车制造商的肯定。通过大量收集倾斜影像,Sanborn 有望扩展供自动驾驶汽车使用的高精地图产品,发展前景良好。众多备受推举的好处还包括自动驾驶可减轻司机的压力,提高非驾车者的机动性,减少道路交通堵塞和事故。抓住机会,Sanborn 的专有技术将为企业带来丰厚的利润。

 


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