概念

无人车的自动定位系统，简单来说，就是相对一个坐标系，无人车的自定位系统知道汽车的位置和姿态。

这个坐标系可以是一个局部的坐标系，比如一个园区.采集这个园区的一些地图，随便定一个原点，这个局部坐标系已经建好，相对于这个坐标系来得到车辆的位置和姿态。

主流的定位手段

激光定位

激光定位是预先制作一个地图，不管是3D的Voxel地图或者是点云地图，又或者是2D的概率地图。

2D概率地图是把所有的这个点云数据铺到一块，压成了一个2D地图。2D地图分成很多小格子，每个格子里面存储了颜色信息，位置。位置上面可能只存Z的这个维度，因为2D地图有XY。

另外，还包括一些概率，概率和点云的数量以及分布相关。拿实时的激光点云和这个地图去做匹配。

视觉定位

因为视觉定位会受到外界光的影响，所以为了保证准确性，往往会进行一次匹配

惯性导航

惯性导航是基于IMU的，里面包含有加速度计和陀螺仪。

加速度计会给提供瞬时的加速度，陀螺仪提供瞬时角速度。加速度计提供的不仅是加速度，还测量了重力加速度，所以用的时候需要先把重力加速度剔除掉。

多传感器混合定位

多传感器融合定位的核心是中间的卡尔曼滤波器，这是一个状态误差的卡尔曼滤波器。

该滤波器接收惯性导航输出的递推，作为它的时间更新，保证滤波器往前走和高频的输出。还接受GPS、激光点云定位，或者是视觉定位的输出去做低频的状态更新。

坐标系的变化

三维

旋转
平移
刚体的位置和朝向

坐标系

ECI地心惯性坐标系

它圆心就是地球的原点，Z轴沿地轴方向朝向北极， X轴和Y轴位于赤道平面内，与Z轴满足右手法则，并且X轴和Y轴分别指向两个恒星。也就是说不随着地球的自转而发生变化。它是一个非常固定的坐标系。IMU测量得到的加速度，角速度都是相对于这个坐标系的

ECFF地心地固坐标系

ECEF地心地固坐标系也称为e系，它的原点也是地球的原点， Z轴指向北极，它与前面的ECI的区别就在于它的XY随着地球的自转而转动，它是以地球为基准的。它的X轴指向格林威治的子午面的交线， Y轴在赤道平面内与X轴、Z轴满足右手系法则，常用的如WGS84坐标系。其特点是与地球固定在一起，随地球一起转动。

当地水平坐标系

当地水平坐标系，一般也称为L系。如下图所示，它的原点位于载体所在的地球表面，X轴和Y轴在当地水平面内，分别指向东向和北向，Z轴垂直向上，与X轴和Y轴满足右手法则。在导航解算过程中通常也把该坐标系选取为导航坐标系（n系），也称为“东-北-天（E-N-U）”坐标系。

UTM坐标系

UTM(UNIVERSAL TRANSVERSE MERCARTOR GRIDSYSTEM，通用横轴墨卡托格网系统)坐标是一种平面直角坐标，这种坐标格网系统及其所依据的投影已经广泛用于地形图。其投影是一种“等角横轴割圆柱投影”，椭圆柱割地球与南纬80度，北纬84度两条等高圈，投影后两条相割的经线上没有变形，而中央经线上长度比为0.9996。该投影方法按经度把地球划分成了60个区域，那么每6度一个区域，例如北京其实在第50区。南北又做了划分，相当于把地球划分成很多块。

定位技术

GNSS定位技术
载波定位技术
激光点云定位技术
视觉定位技术

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