Разработка беспилотных транспортных средств [Шаошань Лю] (pdf) читать постранично

Шаошань Лю, Лиюнь Ли, Цзе Тан, Шуаш Ву, Жан-Люк Годье

Разработка беспилотных
транспортных средств

Creating Autonomous
Vehicle Systems
Shaoshan Liu, Liyun Li, Jie Tang, Shuang Wu, and Jean-Luc Gaudiot

Разработка беспилотных
транспортных средств
Шаошань Лю, Лиюнь Ли, Цзе Тан, Шуаш Ву, Жан-Люк Годье

Москва, 2022

УДК 629.7.02n
ББК 39.52
Л91

Л91

Шаошань Лю, Лиюнь Ли, Цзе Тан, Шуаш Ву, Жан-Люк Годье
Разработка беспилотных транспортных средств / науч. ред. В. С. Яценков;
пер. с анг. П. М. Бомбаковой. – М.: ДМК Пресс, 2022. – 246 с.: ил.
ISBN 978-5-97060-969-9
В книге представлен один из первых технических обзоров беспилотных
транспортных средств (БТС), адресованных широкой аудитории компьютерных
специалистов и инженеров, а также студентов технических вузов и всех, кто
сталкивается с БТС на практике.
Авторы делятся практическим опытом разработки БТС – начиная с алгоритмов локализации, восприятия, планирования и контроля и заканчивая глубоким
обучением моделей. Рассматриваются последние достижения в области управления БТС, а также практические примеры из реальной жизни, что позволит читателям эффективно применять полученные знания в коммерческих проектах.
В разделе «Преподавание и обучение» множество полезной информации,
которая поможет использовать книгу как часть программы учебных курсов.

УДК 629.7.02
ББК 39.52

© 2020 Morgan and Claypool Publishers All Rights Reserved Morgan and Claypool Publishers
Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроизведена
в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного разрешения владельцев авторских прав.

ISBN (анг.) 978-1-68173-935-9
ISBN (рус.) 978-5-97060-969-9

© 2020 by Morgan & Claypool
© Оформление, издание, перевод, ДМК Пресс, 2022

Оглавление
Об авторах.........................................................................................................10
Предисловие от издательства. ..................................................................13
Предисловие.....................................................................................................14
Предисловие ко второму изданию..........................................................16
Глава 1. Знакомство с беспилотными технологиями.......................19
1.1. Обзор технологий в составе БТС................................................................19
1.2. Алгоритмы БТС...........................................................................................20
1.2.1. Сбор данных об окружающей среде (сенсорное сканирование)......20
1.2.2. Восприятие...........................................................................................21
1.2.3. Распознавание и отслеживание объектов..........................................24
1.2.4. Действия...............................................................................................24
1.3. Клиентская система БТС.............................................................................26
1.3.1. Операционная система для роботов (ROS)........................................26
1.3.2. Аппаратная платформа.......................................................................28
1.4. Облачная платформа БТС...........................................................................29
1.4.1. Симуляция............................................................................................29
1.4.2. Создание HD-карт................................................................................30
1.5. Это только начало.......................................................................................31

Глава 2. Локализация БТС............................................................................32
2.1. Локализация с помощью спутниковых навигационных систем.............32
2.1.1. GNSS......................................................................................................32
2.1.1. Анализ погрешностей GNSS................................................................33
2.1.3. Спутниковые системы дифференциальной коррекции...................35
2.1.4. Кинематический и дифференциальный режимы GPS......................35
2.1.5. Позиционирование высокой точности..............................................37
2.1.6. Интеграция GNSS и INS.......................................................................39
2.2. Локализация с помощью лидара и HD-карт.............................................40
2.2.1. Технология LiDAR.................................................................................40
2.2.2. HD-карты. Краткий обзор....................................................................43
2.2.3. Локализация посредством лидара и HD-карт....................................47
2.3. Визуальная одометрия...............................................................................51
2.3.1. Стереовизуальная одометрия.............................................................52
2.3.2. Монокулярная визуальная одометрия...............................................53
2.3.3. Инерциальная визуальная одометрия...............................................54

6





2.4. Счисление координат и колесная одометрия...........................................55
2.4.1. Колесные энкодеры..............................................................................56
2.4.2. Погрешности колесной одометрии....................................................57
2.4.3. Минимизация погрешностей колесной одометрии..........................58
2.5. Сбор и обобщение данных нескольких сенсоров.....................................60
2.5.1. Беспилотный автомобиль Boss для городских условий от
Университета Карнеги–Меллона (CMU)......................................................60
2.5.2. Беспилотный автомобиль Junior для городских условий от
Стэнфордского университета.......................................................................62
2.5.3. Bertha от Mercedes Benz.......................................................................64
2.6. Справочные материалы..............................................................................66

Глава 3. Алгоритмы восприятия беспилотных технологий............69
3.1. Введение......................................................................................................69
3.2.