『引言：AI的浪潮勢(shì)不可擋，在無數(shù)大眾最熟悉的生活場(chǎng)景中，其實(shí)蘊(yùn)含著許多未被發(fā)現(xiàn)的秘密。這些“深藏功與名”的AI技術(shù)，在最基礎(chǔ)的功能背后，卻演繹著數(shù)據(jù)和算法最動(dòng)人的一面。百度地圖將通過揭秘黑科技一系列專題，講講地圖日常功能背后的技術(shù)。
本期內(nèi)容將為你展示，百度地圖如何利用VDR與PDR的慣性導(dǎo)航算法，在GPS不可用的情況時(shí)，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)、室外的精準(zhǔn)定位。無論用戶身處隧道峽谷還是高樓林立，都不必再做“迷途的羔羊”?！?/p>
我是誰?我在哪?——可謂是“路癡”群體出行時(shí)的日常“人生困惑”。特別是開車經(jīng)過高架隧道，或者在布局復(fù)雜的商場(chǎng)逛街時(shí)，GPS信號(hào)極易丟失，定位也飄忽不定，讓人頭疼不已。到底如何才能永不丟失方向感呢?或許你還不知道，百度地圖中早就藏著應(yīng)對(duì)的酷炫“利器”了。
室外駕車導(dǎo)航：VDR“對(duì)戰(zhàn)”定位漂移和信號(hào)丟失
開車經(jīng)過城市峽谷或高樓之下時(shí)，周圍建筑的遮擋常常讓GPS定位點(diǎn)發(fā)生嚴(yán)重漂移。導(dǎo)航時(shí)而向東，時(shí)而向西，偏航情況頻發(fā)。更不用提在隧道里、高架下常見的GPS信號(hào)丟失現(xiàn)象，導(dǎo)致導(dǎo)航卡頓無法運(yùn)行。通過VDR定位，百度地圖能夠有效解決這樣的GPS定位漂移和信號(hào)丟失問題。在GPS不可用，甚至是GPS不可靠的情況下，利用慣性導(dǎo)航來推算駕車定位，從而實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定可靠的導(dǎo)航定位引導(dǎo)。
面對(duì)遮擋嚴(yán)重、GPS都“無能為力”的環(huán)境，百度地圖可以依靠準(zhǔn)確靠譜的VDR技術(shù)，VDR是一套駕車場(chǎng)景下的慣性導(dǎo)航算法。通過“傳感器模式檢測(cè)”“GPS定位優(yōu)化”“歷史軌跡智能學(xué)習(xí)”三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，可以精確推算車輛速度、動(dòng)靜狀態(tài)等，目前推算偏差能夠控制在10%以下。通過手機(jī)傳感器監(jiān)測(cè)車輛動(dòng)靜狀態(tài)、速度和行進(jìn)方向;通過歷史軌跡及單點(diǎn)數(shù)據(jù)特征優(yōu)化GPS定位;再通過大量歷史軌跡的機(jī)器學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)速度、方向、駕車習(xí)慣、GPS等駕車狀態(tài)的偏置估計(jì)，保證推算結(jié)果更加準(zhǔn)確可信。
VDR模塊主體框架
百度地圖在VDR創(chuàng)新引入了遷移學(xué)習(xí)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等AI技術(shù)，通過與傳統(tǒng)的慣導(dǎo)技術(shù)結(jié)合，完成了各種疑難場(chǎng)景的極高準(zhǔn)確率的模式識(shí)別及最優(yōu)狀態(tài)求解，從而實(shí)現(xiàn)了基于多模智能融合的慣導(dǎo)駕車定位技術(shù)，極大提升了駕車用戶導(dǎo)航定位體驗(yàn)。
室內(nèi)步行導(dǎo)航：PDR輕松應(yīng)對(duì)“迷宮式商場(chǎng)”
高樓大廈遮風(fēng)避雨，但也將定位導(dǎo)航賴以生存的GPS信號(hào)擋在了門外。當(dāng)我們走進(jìn)商場(chǎng)等大型建筑物時(shí)，迷宮式的布局和銅墻鐵壁般的建筑外墻，讓手機(jī)上的地圖仿佛被蒙上了雙眼，難有用武之地。百度地圖通過高精度PDR技術(shù)有效解決了這一問題，其推出的國(guó)內(nèi)首家高精度室內(nèi)地圖，目前已覆蓋全國(guó)4000多家場(chǎng)所，涵蓋商場(chǎng)、車站、機(jī)場(chǎng)、醫(yī)院、圖書館等多種場(chǎng)景，規(guī)模達(dá)到業(yè)內(nèi)第一。
與針對(duì)駕車場(chǎng)景的VDR技術(shù)略有相似，解決室內(nèi)導(dǎo)航難題的PDR技術(shù)，是一套步行場(chǎng)景下的慣性導(dǎo)航算法。基于“狀態(tài)識(shí)別”“精準(zhǔn)計(jì)步”“方向推算””高精度定位”四項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)從室外到室內(nèi)定位的平滑過渡，以及在GPS短暫定位失敗時(shí)持續(xù)提供定位能力，精確度達(dá)到3至5米。目前百度地圖PDR版本已經(jīng)迭代到了2.0版本，該版本能夠智能調(diào)整各傳感器置信度以及實(shí)現(xiàn)了對(duì)各種狀態(tài)、通行方式等行為的精確建模，其中也涉及到了SLAM技術(shù)的應(yīng)用，最終通過融合多種數(shù)據(jù)源實(shí)現(xiàn)高精度的步行慣導(dǎo)算法，技術(shù)評(píng)估精確度更達(dá)到3米以內(nèi)。
PDR模塊主體框架
上圖是百度地圖PDR模塊主題框架示意圖，PDR通過傳感器數(shù)據(jù)，可以準(zhǔn)確區(qū)分用戶的靜止、步行、駕車等不同狀態(tài)，準(zhǔn)確率達(dá)到90%以上;通過加速度傳感器數(shù)據(jù)，采用滑動(dòng)窗口、步態(tài)檢測(cè)、步長(zhǎng)估計(jì)模型來進(jìn)行檢測(cè)，誤差率低于5%;基于9軸傳感器數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了高精度姿態(tài)角推算，以及實(shí)現(xiàn)了精確的行進(jìn)方向檢測(cè)算法，從而保證PDR能夠輸出較高準(zhǔn)確率的方位角信息。
市面上的地圖千篇一律，靠譜的導(dǎo)航萬里挑一，百度地圖借如此算法可實(shí)現(xiàn)的“隨時(shí)隨地精準(zhǔn)定位”是來自AI加持的優(yōu)秀慣性。隨著人們對(duì)智能化出行的要求越來越高，高精度的地圖服務(wù)將成為構(gòu)建智慧交通的重要基礎(chǔ)，進(jìn)一步提升了人們的出行體驗(yàn)。期待AI時(shí)代的第五代地圖，為我們帶來更多驚喜。
