地圖採集車的那些事 | 載車篇

1.背景及術語
大街上經常可見各家地圖公司形形色色、各種品牌的地圖採集車。究竟應該用什麼樣的車作爲地圖採集車的載車,對載車選擇有什麼要求或講究?是不是隨便什麼車都行呢?
 
作爲有多年經驗的採集車造車人,今天給大家嘮嘮,揭開載車選型裏面不爲人知的一面。
 
本文先從載車選擇的關鍵指標做簡單介紹,以便大家有初步瞭解。首先爲大家解釋一些相關的專業術語。
 
地圖採集車
用來採集地圖數據的車輛,一般安裝有一臺或多臺相機、激光、GNSS、IMU等多種傳感器設備並集成有電源系統、採集控制單元、前置運算的計算機等。通過這些設備可獲得圖像、點雲、GNSS的空間位置信息數據。將這些數據按一定規程可製作、生產地圖所需要的信息。
採集車組成框圖
 
載車
安裝有地圖採集系統的汽車,滿足易用、可靠、安全等指標要求,包括車頂行李架承重、發電機功率、維修性這些細化指標。(PS:簡單點說就是要皮實、好用)
 
2.選車
選擇什麼樣的汽車作爲載車,首先從需求出發,列出需求表,逐一對焦需求。如傳感器掃描角度、供電能力、作業環境、續航能力與維修要求等等。
 
通用需求如下表:
 
造車人下一步需要做的事情就是針對需求,細化分解及研判,從市面上在售車輛中,選擇一款與需求最匹配的車輛改造、集成、測試,並在完成一定的驗證流程後方可定型,確定作爲載車。
 
2.1選車參數
爲最大化滿足業務需求,選車需要關注的參數較多,既要考慮通用需求,也要根據項目不同,關注特殊需要。對車的要求一般包括車身外形與尺寸、車內空間、車頂行李架、能源類型及油標號等等,一共有十多項參數。參考如下:
 
 
選擇載車時需要綜合評估各項參數與需求的符合度,擇優選擇。不能買銷量低而且維修不方便的車,若出現售後問題,則可能因爲維修點不多或配件原因而耽誤採集作業。(PS:看到這些後,是不是好多型號車都擦肩而過了?)
 
以下就特別重要的指標做逐一說明。
 
2.1.1車身外形與尺寸
選車原則:儘可能降低車輛外形對傳感器遮擋的影響。選車時一般根據傳感器視場角和其在車頂分佈情況,對意向車輛進行視場角遮擋模擬。最好能拿到車輛三維模型,拿不到就得自己建模了,擇優選車。
 
如對於全景相機水平視場360度,垂直視場接近180度,遮擋在所難免,則需要儘可能減少遮擋比例,其中一個重要的方法就是選車身短小的2廂車或SUV,如大衆Polo Cross,其長*寬*高(mm)3987*1705*1486。較三廂轎車長度方向要小不少。
 
車尾傾斜安裝激光掃描地面數據,爲降低或避免對掃描線的遮擋,要求載車車尾短促,尾部頂棚與尾門儘可能垂直。另外考慮車輛通過性,加裝設備的整體高度一般不高於2.5米。很多地方都有限高,如橋樑、涵洞、市內環線等,2.5米以內車高能確保大部分限高可安全通過。
 
下圖爲2廂採集車全景遮擋情況:
 
可見遮擋在所難免,只能是確保設計合理的情況下,儘量降低遮擋比例。
 
2.1.2車內空間
車內駕乘空間一般從2方面評估,一是作業員,二是設備。
 
關於人的需求滿足:採集車平均一年作業里程數萬公里,作業員在車上的時間也很長,因而舒適的駕乘體驗是必須的,人的空間需要放在首位考慮。一方面考慮1.6至1.9米身高的人都可輕鬆駕駛,另外需要考慮作業員隨身行李和辦公用品可放進車內,且不礙事。
 
關於設備。地圖採集車一般都掛載不少高端傳感器,需要專業的控制與採集設備來進行供電、控制與管理。考慮環境、振動等諸多因素,控制與採集設備一般放在車內,並集成於定製機櫃內。一方面要求裝有設備的機櫃能在車內放得下;另一方面要求設備可靠性高,少出故障。
 
爲保證車內設備運行穩定可靠,需考慮振動、散熱、可維修性等諸多指標。長期的摸索總結,採集車車內機櫃經歷了由大變小,由放置於汽車後備箱到安裝於減振和散熱更好的汽車副駕駛位置。
 
 
機櫃放置於後備箱(早期的)
 
機櫃置於副駕(現在的)
 
將機櫃置於副駕駛處有如下好處:
1)振動明顯降低。汽車自身懸掛和調教,副駕駛減震效果明顯優於後備箱。相對平緩的振動,對提升計算機,特別是硬盤的工作可靠性有明顯幫助,實踐證明機櫃放置於副駕駛後,硬盤讀寫異常或採集中不識別硬盤的情況顯著降低,由平均不到半月發生一次硬盤錯誤,提升至半年不發生。
 
2)散熱效果明顯提升。副駕駛空調出風口可直吹機櫃,在氣溫較高的情況下,空調散熱可保障機櫃內設備工作在適宜的環境中,有利於提升設備穩定性。而後備箱一般比較密封,且空調風量明顯減弱,散熱效果明顯不如副駕駛。
 
3)可提升維修性。將機櫃置於副駕駛處,作業員可在作業中方便觀察機櫃內異常。當發生故障時,可將機櫃前後面板快速拆除,作業員可方便觀察、操作維護。
 
2.1.3車頂行李架
原車行李架很重要,兩肩挑着超過幾十萬甚至百萬的設備。所以在選車時,行李架承重是最關注的指標之一。行李架承重能力要求根據車頂設備總重量來定。如車頂設備總重50kg,則推薦行李架承重能力應該達到60kg以上,預留一定冗餘。
 
很多車行李架是裝飾件,還有不少車行李架是膠水粘的,行李架沒有承重能力,選車的時候如遇到這類車型直接pass。原車行李架要求爲金屬材料,如鋁合金材質,最好能拿到原廠參數。如下爲大衆途凱行李架參數,鋁合金材質,承重75kg。
大衆途凱行李架參數
 
對於部分車型,即使理論上行李架承載能力可滿足要求,但考慮加減速時的衝擊力,也會考慮對行李架進行加固。加固措施包括增加行李架支撐:
行李架加固(這車沒少跑川藏)
 
2.1.3發電機
汽車發電機是採集車系統工作的源動力,其指標至關重要。選型時一般要求:發電機功率≥採集系統用電負荷+汽車自身用電負荷+20A以上冗餘。
 
若發電機功率不夠或剛剛好,在汽車發電機老化和夏天高溫輸出效率降低的情況下,用電短缺的情況特別突出,嚴重情況下會出現系統設備重啓等現象,影響作業。日系車輛發電機輸出功率一般較低,選車時要特別注意。
 
汽車使用手冊一般不會標註發電機功率參數,需要現場實車查驗,或通過4S店查詢內部資料獲取,包括從售後配件庫查型號。
 
以下是大衆某款汽車發電機參數:
實地查驗(發動機艙內拍攝)
 
售後備件庫覈查
 
實測大衆某款車型汽車發電機
 
有些公司的部分型號採集車採取了加裝發電機的方案給系統設備供電,這種方案一是需要選擇內部空間較大的汽車改造,二是改造費用高(5-10萬/臺)且有安全隱患,出現故障後不能就近4S店維修,維護成本高。一般不選擇加裝發電機方案。
 
3.小結
選擇一款合適的汽車作爲載車需要仔細研究各項參數,綜合比較。確定一款車型作爲採集車,需要經過嚴格的流程:至少要有車輛選型、4S店勘驗、樣車改裝、樣車測試、載車定型以及採集車量產等流程。
 
選車也是一門技術活。市面上汽車日新月異,作爲採集造車人,需要不斷關注市場車型變化,做好儲備,當有選車需求時可很快匹配合適汽車。在預計到某款車型將要退市時要及時做好後續備選方案。
 
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