根據(jù)車(chē)載傳感器檢測(cè)到的廣告牌、紅綠燈、墻上的標(biāo)志、地上的標(biāo)志（停止線、箭頭等），與高精地圖提供的同一道路特征（POI）進(jìn)行匹配，進(jìn)而修正縱向定位和航向。在沒(méi)有檢測(cè)到任何道路特征的情況下，可以通過(guò)航位推算進(jìn)行短時(shí)間的位置推算。

無(wú)人車(chē)的定位算法通常采用粒子濾波的方法，需要多個(gè)計(jì)算周期后，定位結(jié)果才會(huì)收斂，進(jìn)而提供一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的定位結(jié)果。粒子濾波的算法原理我會(huì)在隨后的系列文章中介紹。

2、圖像增強(qiáng)型定位。通常是將Lidar和視覺(jué)系統(tǒng)結(jié)合進(jìn)行定位。 這種方法需要預(yù)先準(zhǔn)備一幅激光雷達(dá)制造的3D地圖，用Ground－Plane Sufficient得到一個(gè)2D的純地面模型地圖，用OpenGL將單目視覺(jué)圖像與這個(gè)2D的純地面模型地圖經(jīng)過(guò)坐標(biāo)變換， 用歸一化互信息（normalizedmutual information）配準(zhǔn)。然后用擴(kuò)展卡爾曼濾波器（EKF）來(lái)實(shí)現(xiàn)定位。

3、是用激光雷達(dá)的強(qiáng)度掃描圖像。激光雷達(dá)有兩種最基本的成像方式，一是3D距離成像，可以近似地理解為點(diǎn)云；二是強(qiáng)度掃描成像，激光經(jīng)物體反射，根據(jù)反射強(qiáng)度值的不同，可以得到一副強(qiáng)度成像圖像。強(qiáng)度值是包括在點(diǎn)云里的，光強(qiáng)分離核心技術(shù)之一。這種定位方法需要預(yù)先制作一個(gè)特殊的SLAM系統(tǒng)，稱(chēng)之為位姿圖像SLAM（Pose－GraphSLAM），勉強(qiáng)可看作激光雷達(dá)制造的高清地圖。有三個(gè)約束因素，一是掃描匹配約束，二是里程計(jì)約束，三是GPS先驗(yàn)約束。激光雷達(dá)的3D云點(diǎn)地圖抽出強(qiáng)度值和真實(shí)地面（Ground Plane），轉(zhuǎn)化為2D的地面強(qiáng)度掃描圖像。與位姿圖像SLAM配對(duì)后即可定位。

另外還可用高斯混合地圖進(jìn)行定位，即在遇到惡劣環(huán)境，比如很厚的積雪，雪后還有殘雪的泥濘的道路，缺乏紋理的老舊的被破壞的道路，用高斯混合模型來(lái)做定位，提高激光雷達(dá)定位的魯棒性。

4、Mobileye提出的REM。REM是一種無(wú)需SLAM的定位方法，但顯然只是視覺(jué)SLAM的變種而已，Mobileye通過(guò)采集包括交通信號(hào)、方向指示牌、長(zhǎng)方形指示牌、路燈及反光標(biāo)等「地標(biāo)」，得到一個(gè)簡(jiǎn)單的 3D 坐標(biāo)數(shù)據(jù)；再通過(guò)識(shí)別車(chē)道線信息，路沿，隔離帶等獲取豐富的 1D 數(shù)據(jù)。把簡(jiǎn)單的 3D 數(shù)據(jù)和豐富的 1D 的數(shù)據(jù)加起來(lái)，大小也不過(guò)是 10Kb／km，攝像頭的圖像與這種REM地圖中匹配即可定位。Mobileye這種設(shè)計(jì)毫無(wú)疑問(wèn)是成本最低的，但前提是至少有上千萬(wàn)輛車(chē)配備REM系統(tǒng)，能夠自動(dòng)搜集數(shù)據(jù)并上傳到云端，有些路段或者說(shuō)非道路地區(qū)，沒(méi)有裝載REM系統(tǒng)的車(chē)走過(guò)，就無(wú)法定位。

不過(guò)這種方法讓人有以下幾點(diǎn)存疑：

在全球范圍內(nèi)讓裝載REM系統(tǒng)的車(chē)走遍每一寸土地是不可能的。這可能牽涉到隱私問(wèn)題，也牽涉到數(shù)據(jù)版權(quán)問(wèn)題，這些數(shù)據(jù)的版權(quán)究竟歸誰(shuí)，是車(chē)主還是車(chē)企還是云端的服務(wù)商，還是Mobileye？這個(gè)問(wèn)題很難說(shuō)清。

同時(shí)REM的數(shù)據(jù)要及時(shí)更新，幾乎要做到準(zhǔn)實(shí)時(shí)狀態(tài)，同時(shí)光線對(duì)數(shù)據(jù)影響明顯，REM要濾除那些不合適的數(shù)據(jù)，所以維持這份地圖的有效性需要非常龐大的數(shù)據(jù)量和運(yùn)算量，誰(shuí)來(lái)維護(hù)這個(gè)龐大的運(yùn)算體系？

最致命的一點(diǎn)，REM是基于視覺(jué)的，只能在天氣晴好，光線變化幅度小的情況下使用，這大大限制了其實(shí)用范圍，而激光雷達(dá)可滿足95％的路況。

以上只是一般常見(jiàn)的定位方法，當(dāng)然，具體的定位手段有多種，多個(gè)傳感器可根據(jù)定位方法進(jìn)行隨意組合。融合方案的定位精度會(huì)優(yōu)于單一傳感器，一個(gè)傳感器在某種環(huán)境失效，補(bǔ)充傳感器能頂上。例如市面上常見(jiàn)的一些多傳感器融合的定位手段有：

1． 自動(dòng)駕駛 GPS＋I(xiàn)MU＋里程計(jì)

GPS 給出的全局錨定，可以消除累計(jì)誤差問(wèn)題，不過(guò)它的更新頻率低，并且信號(hào)容易被遮擋。 IMU和輪盤(pán)里程計(jì)更新頻率高，不過(guò)有累計(jì)誤差問(wèn)題，最容易想到的是收到GPS定位，使用GPS位置信息，誤差就是GPS的精度，在下一次收到GPS定位間隔中，使用IMU（角度累加）和里程計(jì)（位移累加）進(jìn)行位姿累加，中間的位姿誤差是初值GPS定位誤差和中間累加誤差的積累。

改進(jìn)的方法是使用非線性卡爾曼濾波，在收到GPS位置信息的時(shí)候，要結(jié)合IMU和里程計(jì)的積累預(yù)測(cè)值和GPS觀測(cè)值，算出一個(gè)誤差收斂的更優(yōu)的位置估算值。

2． 自動(dòng)駕駛 GPS＋ 多線雷達(dá)＋高精地圖匹配

GPS 給出全局錨定，中間使用雷達(dá)SLAM 前端里程計(jì)做累加，可以配合高精地圖的圖匹配，做類(lèi)似后端回環(huán)優(yōu)化的方式，將GPS、激光雷達(dá)及已知地圖進(jìn)行融合定位。

3． 自動(dòng)駕駛多對(duì)雙目視覺(jué)攝像頭SLAM方案

這種方案成本低，更加考究的是算法，有很少的自動(dòng)駕駛公司宣稱(chēng)自己主攻純視覺(jué)方案，現(xiàn)在不是主流。

4． 單線雷達(dá)＋I(xiàn)MU＋里程計(jì)融合

滿足室內(nèi)定位的要求，個(gè)人理解可以分為淺融合和深融合。淺融合使用IMU＋里程計(jì)的累加值作為推算雷達(dá)里程計(jì)的初值，在這個(gè)初值基礎(chǔ)上進(jìn)行連續(xù)幀的掃描匹配，會(huì)大大加速匹配速度。深融合會(huì)結(jié)合IMU和里程計(jì)的值作為約束條件，應(yīng)用到后端回環(huán)約束矯正中。

5． 深度攝像頭＋ IMU 融合

目前在手機(jī)的VR應(yīng)用中已經(jīng)初見(jiàn)端倪，如蘋(píng)果公司的IphoneX以及Google 已經(jīng)發(fā)布一段時(shí)間的Tango項(xiàng)目。深度視覺(jué)SLAM 與 IMU 進(jìn)行深淺融合，達(dá)到一個(gè)比較不錯(cuò)的VR體驗(yàn)。

無(wú)人駕駛對(duì)可靠性和安全性要求非常高，除了GPS與慣性傳感器外，我們通常還會(huì)使用LiDAR點(diǎn)云與高精地圖匹配，以及視覺(jué)里程計(jì)算法等定位方法，讓各種定位法互相糾正以達(dá)到更精準(zhǔn)的效果。相信隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)的定位技術(shù)也不會(huì)不斷優(yōu)化。