實(shí)驗(yàn)室里做出來的基礎(chǔ)算法為工程車裝上了“智慧眼睛”，還獲得了上市公司千萬橫向科技項(xiàng)目資助，這是從基礎(chǔ)研究走向重大應(yīng)用又一成功案例。

工程車轉(zhuǎn)彎半徑大、盲區(qū)多，

交通事故致死率高

工程車體型大、轉(zhuǎn)彎半徑大、盲區(qū)多，我國公安部交管局2020年統(tǒng)計顯示，工程車交通事故致死率48%，在所有車輛中占比最高。工程車右轉(zhuǎn)彎停車再起步也被杭州市交管列入工程車行車規(guī)范條例。

給工程車安裝攝像頭、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、慣性傳感器、衛(wèi)星定位等“感知器官”，通過多源異構(gòu)傳感器信息融合提升其感知和決策能力，可實(shí)現(xiàn)工程車從被動安全到主動安全的轉(zhuǎn)變。

基于多傳感器信息融合的工程車主動安全

隨著5G和其他車載移動通信技術(shù)的發(fā)展，目前已可通過車車協(xié)同和車路協(xié)同來進(jìn)行群體協(xié)作以實(shí)現(xiàn)超視距感知。但也產(chǎn)生了更具挑戰(zhàn)的技術(shù)問題：如車聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)男盘査ヂ?、電磁干擾導(dǎo)致的測量不確定性、多傳感器信息時空標(biāo)定更為復(fù)雜等。

基于車聯(lián)網(wǎng)的群智感知主動安全

（車-車協(xié)同和車-路協(xié)同）

針對上述問題，浙江工業(yè)大學(xué)信息工程學(xué)院張文安教授團(tuán)隊(duì)對工程車主動安全中的多源信息融合技術(shù)展開技術(shù)攻關(guān)，自主研發(fā)了多款定位算法庫和低成本高精度定位模組。

替代美國高通算法庫

百米定位誤差穩(wěn)定在1%以內(nèi)

團(tuán)隊(duì)瞄準(zhǔn)北斗衛(wèi)星信號與慣性傳感器的組合定位模組，自主研發(fā)了定位算法庫和定位模組，替代了美國高通的算法庫，實(shí)現(xiàn)了算法和軟硬件模組的自主可控。

衛(wèi)星信號/慣性傳感器

組合定位模組與測試車臺

針對傳感器測量信息出現(xiàn)干擾、丟失、信號衰落等測量不確定性問題，團(tuán)隊(duì)設(shè)計了結(jié)合模型與數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)的自適應(yīng)濾波器、基于強(qiáng)跟蹤自適應(yīng)因子的自適應(yīng)濾波器以及測量漸進(jìn)迭代的魯棒濾波器等多種定位算法?；谙嚓P(guān)算法，團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星信號與慣性傳感器的松組合定位。研究成果發(fā)表在《IEEE Transactions on Aerospace and Electronics Systems》、《IEEE Transactions on Automatic Control》等領(lǐng)域頂尖期刊上。

衛(wèi)星信號/慣性傳感器組合定位模組道路

實(shí)車測試場景與結(jié)果

團(tuán)隊(duì)研發(fā)的基于低成本傳感器的定位模組，已在杭州多條公路完成了實(shí)車道路測試，實(shí)現(xiàn)了亞米級定位精度，即定位精度可以精確到分米。團(tuán)隊(duì)還自主研發(fā)了路網(wǎng)地圖輔助的視覺定位模組，包括視覺定位算法、視覺和慣性傳感器組合定位算法、路網(wǎng)地圖輔助定位修正算法以及相關(guān)定位模組，百米定位誤差持續(xù)穩(wěn)定在1%之內(nèi)。

“視覺和慣性傳感器的定位誤差會隨著時間不斷累積，通過路網(wǎng)地圖可以修正這些累積誤差，我們的目標(biāo)是把車輛持續(xù)行駛100米定位誤差控制在1米以內(nèi)。同時，這些算法和程序只占主機(jī)30%的計算資源，嵌入式神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理器（NPU）占有率也小于0.4T，利于實(shí)際推廣應(yīng)用。”張文安解釋道。

為提高視覺定位精度，團(tuán)隊(duì)發(fā)明了三項(xiàng)技術(shù)：一是深度信息補(bǔ)全技術(shù)，該技術(shù)使視覺傳感器與目標(biāo)之間的深度信息更加稠密、豐富，有利于提高定位精度，相關(guān)算法已提交至公開數(shù)據(jù)集KITTI，最新國際排名40位左右；二是設(shè)計了一種先驗(yàn)慣性傳感器測量輔助的單目視覺里程計，提出了一種融合幾何方法和深度學(xué)習(xí)模型的視覺里程計新框架；三是設(shè)計了面向動態(tài)場景的視覺慣性里程計，這也是當(dāng)前視覺定位導(dǎo)航領(lǐng)域的一個新賽道。

相關(guān)算法已在自主設(shè)計的低速無人車和校園環(huán)境下通過測試，研究成果發(fā)表在儀器與測量領(lǐng)域的頂尖期刊《IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement》上。

視覺定位測試無人車與校園測試環(huán)境

從實(shí)驗(yàn)室走向重大應(yīng)用

獲上市公司千萬橫向科技項(xiàng)目支持

杭州鴻泉物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)股份有限公司是國內(nèi)較早從事輔助駕駛研究的企業(yè)之一，已有1000余家合作客戶，業(yè)務(wù)范圍遍布全球10余個國家，并在2019年登陸科創(chuàng)板（股票代碼：688288）。

企業(yè)了解到張文安教授團(tuán)隊(duì)的這些實(shí)驗(yàn)室成果后，發(fā)現(xiàn)雙方的研究方向和應(yīng)用場景高度契合。經(jīng)過后續(xù)技術(shù)對接，雙方于2021年8月成立了“浙工大-鴻泉物聯(lián)車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)聯(lián)合研究中心”，簽署了合同金額1000萬的重大橫向項(xiàng)目“工程車智能網(wǎng)聯(lián)化的關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用”，雙方將圍繞工程車主動安全中的多源信息融合技術(shù)開展持續(xù)深入的研究，以期形成自主可控的低成本高精度定位模組并產(chǎn)品化。

簽約儀式

此外，雙方還共建了研究生實(shí)踐基地，共同培養(yǎng)自動駕駛領(lǐng)域的高層次人才，共建本科生和研究生課程，指導(dǎo)、資助本科生智能車競賽，形成了產(chǎn)學(xué)研全方位合作體系。