定位是讓無人車知道自身確切位置的方法，定位對於無人駕駛車的重要性不僅體現在找出車輛自身的大致方位，更在於以厘公尺級的標準將車感資訊與高精地圖資訊進行比較來精準確定車輛位置。
最常用的定位方法是將汽車感測器所看到的內容與地圖上所顯示的內容進行比較。車輛感測器可以測量車輛與靜態障礙物之間的距離， 這些距離和靜態障礙物的方向是在車輛自身的座標系中測量的。
在車輛自身的座標系中，車輛的前進方向始終向前，座標系正方向始終與車頭保持一致，但不一定與地圖座標系保持一致。車輛座標系與地圖座標系均取決於手機導航系統中的設定。
在地圖上找到地標後，將感測器的地標觀測值與地標在地圖上的位置進行匹配，需要將地標的測量值從車輛座標系轉換到地圖座標系。
gnss rtk
自身所處的位置可以通過自身與不在同一條直線上的3個靜態參考物的相對距離確定，這稱為三角測量。
這就是gps的工作原理，只是以衛星為參考係。三顆衛星和另一顆定位高度的衛星，4顆衛星就可以自定位。這類系統的通用名稱是全球導航衛星系統或gnss，gps是使用最廣泛的gnss系統。
gps分為3部分。第一部分是衛星，在任何特定時間大約有 30 顆 gps 衛星在外層空間執行，它們各自距離地球表面約 2 萬公里。第二部分由世界各地的控制站組成，控制站用於監視和控制衛星，其主要目的是讓系統保持執行並驗證 gps 廣播訊號的精確度。第三部分是 gps 接收器，gps 接收器存在於手機、電腦、汽車、船隻以及許多其他裝置中。
gps 接收器實際上並不直接探測自身與衛星之間的距離，它首先測量訊號的飛行時間即訊號從衛星傳播到gps接收器所需的時間，通過將光速乘以這個飛行時間，來計算離衛星的距離。由於光速的值很大，即使是少量的時間誤差也會在距離計算中造成巨大的誤差。因此每顆衛星都配備了高精度原子鐘。
為進一步減小誤差，使用實時運動定位（rtk）。rtk 涉及在地面上建立幾個基站，每個基站都知道自己精確的「地面實況」位置，但是每個基站也通過 gps 測量自己的位置。已知的「地面實況」位置與通過 gps 測量的位置之間的偏差，為 gps 測量結果中的誤差。然後將這個誤差傳遞給其他 gps 接收器以供其調整自身的位置計算。在 rtk 的幫助下，gps 可以將定位誤差限制在 10 厘公尺以內。
但仍存在高樓或其他障礙物可能遮擋gps訊號的問題，另乙個缺點是，gps的更新頻率很低，大約為10hz。而無人駕駛車處於快速移動時，需要更頻繁地更新位置
慣性導航
已知汽車的初速度、加速度、行駛時間、初始位置，就可以通過計算得到任意時刻後汽車的速度和位置。
三軸加速計提供瞬時加速度，三軸加速計有三種不同型別，採用的方法也不同。加速度計提供的不僅是加速度，還測量了重力加速度，所以用的時候需要先把重力加速度剔除掉。加速度計根據車輛的座標系記錄測量結果，還需要陀螺儀感測器將測量值轉換為全域性座標系測量值。
三軸陀螺儀提供瞬時角速度，三個外部平衡環一直在旋轉，但三軸陀螺儀中的旋轉軸始終固定在世界座標系中。在座標系中的位置是通過測量旋轉軸和三個外部平衡環的相對位置來計算的。
加速度計和陀螺儀是慣性測量單元（imu）的主要元件，imu 的乙個重要特徵是可以以高頻率更新，可達 1000 hz，所以 imu 可以提供接近實時的位置資訊。但缺點在於其運動誤差隨時間增加而增加，所以只能依靠慣性測量單元在很短的時間範圍內進行定位。
如果結合 gps 和 imu 來定位汽車，一方面 imu 彌補了 gps 更新頻率較低的缺陷，另一方面 gps 糾正了 imu 的運動誤差。但是 gps 和 imu 系統的結合也不能完全解決定位問題，如果車輛在山間行駛或城市峽谷中或在地下隧道中行駛，可能長時間沒有 gps 更新，使得定位失敗。
補充高階課內容：
imu的工作過程：首先是角速度通過積分後得到乙個姿態，並把它應用到加速度上，對加速度積分得到速度，再得到最後的位置。
優點：
缺點：
雷射雷達定位
利用雷射雷達，可以通過點雲匹配來對汽車進行定位。該方法將來自雷射雷達感測器的檢測資料與預先存在的高精度地圖連續匹配，通過這種比較可獲知汽車在高精度地圖上的全球位置和行駛方向。匹配點雲的方法有多種：
視覺定位
影象是要收集的最簡單的資料型別，攝像頭便宜且種類繁多、易於使用。通過影象實現精確定位卻非常困難，實際上攝像頭影象通常與來自其他感測器的資料相結合以準確定位車輛，將攝像頭資料與地圖和 gps 資料相結合，比單獨使用攝像頭影象進行定位的效果更好。
假設一輛車正在路上行駛，感知到右邊有樹，但是地圖顯示道路右側有幾棵樹有很多不同的點位置，但這樣可以排除右邊沒有樹的點。繼續前進發現右邊又出現一棵樹，這樣就可以排除右邊只有一顆樹的點。繼續這個過程，通過觀察結果、概率和地圖來確定最可能的位置，這個過程稱為粒子濾波，即用粒子或點來估計最可能的位置。
另外，可以使用相同的粒子濾波原理對車道線進行拍照，使用拍攝的影象來確定車輛在道路中的位置：
視覺定位的優點在於影象資料較容易獲得，缺點在於缺乏三維資訊和對三維地圖的依賴。
apollo定位
apollo使用基於gps、imu、雷射雷達的多感測器融合定位系統，這種方法利用了不同感測器的互補優勢，也提高了穩定性和準確性。
apollo定位模組依賴於imu、gps、雷射雷達、雷達、高精地圖，這些感測器同時支援 gnss 定位和lidar 定位，gnss 定位輸出位置和速度資訊，lidar 定位輸出位置和行進方向資訊。融合框架通過卡爾曼濾波將這些輸出結合在一起。
卡爾曼濾波建立在兩步**測量週期之上，在apollo中，慣性導航解決方案用於卡爾曼濾波的**步驟，gnss 和 lidar 定位用於卡爾曼濾波的測量結果更新步驟。
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智慧型駕駛入門3 定位
gnss全球導航衛星系統 gps全球定位系統 gps的三部分 rtk通過初始位置 加速度 初始速度三個要素可以得到具體位置資訊 三軸加速計 精確測量加速度 根據車輛座標系記錄測量結果 陀螺儀 將加速計測量到的測量結果轉化到全域性座標系上 陀螺儀通過測量旋轉軸 固定在世界座標系 和三個外部平衡環 一直...
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