從實驗室走向重大應用，浙工大這個團隊為工程車裝上“智慧眼睛”！

實驗室里做出來的基礎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目資助，這是從基礎研究走向重大應用又一成功案例。

工程車轉彎半徑大、盲區多，

交通事故致死率高

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

給工程車安裝攝像頭、激光雷達、毫米波雷達、慣性傳感器、衛星定位等“感知器官”，通過多源異構傳感器信息融合提升其感知和決策能力，可實現工程車從被動安全到主動安全的轉變。

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的發展，目前已可通過車車協同和車路協同來進行群體協作以實現超視距感知。但也產生了更具挑戰的技術問題：如車聯網傳輸的信號衰落、電磁干擾導致的測量不確定性、多傳感器信息時空標定更為復雜等。

基于車聯網的群智感知主動安全

（車-車協同和車-路協同）

針對上述問題，浙江工業大學信息工程學院張文安教授團隊對工程車主動安全中的多源信息融合技術展開技術攻關，自主研發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

百米定位誤差穩定在1%以內

團隊瞄準北斗衛星信號與慣性傳感器的組合定位模組，自主研發了定位算法庫和定位模組，替代了美國高通的算法庫，實現了算法和軟硬件模組的自主可控。

衛星信號/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干擾、丟失、信號衰落等測量不確定性問題，團隊設計了結合模型與數據學習的自適應濾波器、基于強跟蹤自適應因子的自適應濾波器以及測量漸進迭代的魯棒濾波器等多種定位算法。基于相關算法，團隊實現了衛星信號與慣性傳感器的松組合定位。研究成果發表在《IEEE Transactions on Aerospace and Electronics Systems》、《IEEE Transactions on Automatic Control》等領域頂尖期刊上。

衛星信號/慣性傳感器組合定位模組道路

實車測試場景與結果

團隊研發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車道路測試，實現了亞米級定位精度，即定位精度可以精確到分米。團隊還自主研發了路網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、路網地圖輔助定位修正算法以及相關定位模組，百米定位誤差持續穩定在1%之內。

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

為提高視覺定位精度，團隊發明了三項技術：一是深度信息補全技術，該技術使視覺傳感器與目標之間的深度信息更加稠密、豐富，有利于提高定位精度，相關算法已提交至公開數據集KITTI，最新國際排名40位左右；二是設計了一種先驗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習模型的視覺里程計新框架；三是設計了面向動態場景的視覺慣性里程計，這也是當前視覺定位導航領域的一個新賽道。

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

視覺定位測試無人車與校園測試環境

從實驗室走向重大應用

獲上市公司千萬橫向科技項目支持

杭州鴻泉物聯網技術股份有限公司是國內較早從事輔助駕駛研究的企業之一，已有1000余家合作客戶，業務范圍遍布全球10余個國家，并在2019年登陸科創板（股票代碼：688288）。

企業了解到張文安教授團隊的這些實驗室成果后，發現雙方的研究方向和應用場景高度契合。經過后續技術對接，雙方于2021年8月成立了“浙工大-鴻泉物聯車聯網技術聯合研究中心”，簽署了合同金額1000萬的重大橫向項目“工程車智能網聯化的關鍵技術研發與應用”，雙方將圍繞工程車主動安全中的多源信息融合技術開展持續深入的研究，以期形成自主可控的低成本高精度定位模組并產品化。

簽約儀式

此外，雙方還共建了研究生實踐基地，共同培養自動駕駛領域的高層次人才，共建本科生和研究生課程，指導、資助本科生智能車競賽，形成了產學研全方位合作體系。