大三小学期入门课程第三课：定位

1. 定位：让无人驾驶车知道自身确切位置的方法。
2. 在车辆坐标系中，车辆的前进方向始终向前，当车辆左右转的时候，坐标系与汽车一起旋转，以使车辆的前进方向在坐标系中继续向前，但这就导致了车辆坐标系和地图坐标系不一致。传感器需要能够将收集到的信息从车辆坐标系转换到地图坐标系。
3. 即车辆将其传感器识别的地标与高精度地图上存在的地表进行对比，而为了能够进行该对比，必须能够在他自身坐标系和地图坐标系之间转换数据。然后系统必须在地图上以十厘米的精度确定车辆的精确位置。
4. GPS：
   (1)卫星：在任何特定时间，大约有30可GPS卫星在外层空间运行。
   (2)世界各地的控制站：控制站用于监视和控制卫星，其主要目的是让系统保持运行，并验证GPS广播信号的精确度。
   (3)GPS接收器：GPS接收器每次应至少检测到四颗GPS卫星。
5. GPS接收器首先测量信号的飞行时间，将光速乘以这个飞行时间来计算离卫星的距离。但由于光速极大，所以即使是少量的时间误差也会在距离计算中造成巨大的误差。因此，每颗卫星都配备了高精确度的原子钟。为了进一步缩小误差，可以使用实时运动定位（RTK）。
6. RTK涉及在地面上建立几个基站，每个基站都知道自己精确的“地面实况”位置，但是每个基站也通过GPS测量自己的位置，已知的“地面实况”位置与通过GPS测量的位置之间的偏差为GPS测量结果中的误差，然后又将这个误差传递给其他GPS接收器，以供其调整自身的位置计算。
7. 通过陀螺仪将测量到的加速度和速度等测量值转换为全局坐标系
8. 三轴陀螺仪的三个外部平衡环一直在旋转，但三轴陀螺仪中的旋转轴始终固定在世界坐标系中，通过测量旋转轴和三个外部平衡环的相对位置来计算车辆在坐标系中的位置。
9. 加速度计和陀螺仪是惯性测量单元（IMU）的主要组件
10. IMU的一个重要特征在于他以高频率更新，所以IMU可以提供接近实时的位置信息。遗憾的是，惯性测量单元的缺点在于其运动误差随时间增加而增加，所以只能在很短的时间范围内进行定位。
11. 利用激光雷达，可以通过点云匹配来对车辆进行定位。即将来自激光雷达的检测数据与预先存在的高精度地图进行连续匹配。通过比较可以获知汽车在高精度地图上的全球位置和行驶方向。
12. 迭代最近点（ICP）是点云匹配的一种方法。可以通过计算最近相邻点的误差值的平均值，然后通过旋转和平移来最大限度的降低这一平均距离误差。
13. 滤波算法是另一种点云匹配算法，可以消除冗余信息，并在地图上找到最可能的车辆位置。