地图采集车的那些事 | 载车篇

1.背景及术语
大街上经常可见各家地图公司形形色色、各种品牌的地图采集车。究竟应该用什么样的车作为地图采集车的载车,对载车选择有什么要求或讲究?是不是随便什么车都行呢?  
作为有多年经验的采集车造车人,今天给大家唠唠,揭开载车选型里面不为人知的一面。  
本文先从载车选择的关键指标做简单介绍,以便大家有初步了解。首先为大家解释一些相关的专业术语。  
地图采集车
用来采集地图数据的车辆,一般安装有一台或多台相机、激光、GNSS、IMU等多种传感器设备并集成有电源系统、采集控制单元、前置运算的计算机等。通过这些设备可获得图像、点云、GNSS的空间位置信息数据。将这些数据按一定规程可制作、生产地图所需要的信息。
采集车组成框图  
载车
安装有地图采集系统的汽车,满足易用、可靠、安全等指标要求,包括车顶行李架承重、发电机功率、维修性这些细化指标。(PS:简单点说就是要皮实、好用)  
2.选车
选择什么样的汽车作为载车,首先从需求出发,列出需求表,逐一对焦需求。如传感器扫描角度、供电能力、作业环境、续航能力与维修要求等等。  
通用需求如下表:  
造车人下一步需要做的事情就是针对需求,细化分解及研判,从市面上在售车辆中,选择一款与需求最匹配的车辆改造、集成、测试,并在完成一定的验证流程后方可定型,确定作为载车。  
2.1选车参数
为最大化满足业务需求,选车需要关注的参数较多,既要考虑通用需求,也要根据项目不同,关注特殊需要。对车的要求一般包括车身外形与尺寸、车内空间、车顶行李架、能源类型及油标号等等,一共有十多项参数。参考如下:    
选择载车时需要综合评估各项参数与需求的符合度,择优选择。不能买销量低而且维修不方便的车,若出现售后问题,则可能因为维修点不多或配件原因而耽误采集作业。(PS:看到这些后,是不是好多型号车都擦肩而过了?)  
以下就特别重要的指标做逐一说明。  
2.1.1车身外形与尺寸
选车原则:尽可能降低车辆外形对传感器遮挡的影响。选车时一般根据传感器视场角和其在车顶分布情况,对意向车辆进行视场角遮挡模拟。最好能拿到车辆三维模型,拿不到就得自己建模了,择优选车。  
如对于全景相机水平视场360度,垂直视场接近180度,遮挡在所难免,则需要尽可能减少遮挡比例,其中一个重要的方法就是选车身短小的2厢车或SUV,如大众Polo Cross,其长*宽*高(mm)3987*1705*1486。较三厢轿车长度方向要小不少。  
车尾倾斜安装激光扫描地面数据,为降低或避免对扫描线的遮挡,要求载车车尾短促,尾部顶棚与尾门尽可能垂直。另外考虑车辆通过性,加装设备的整体高度一般不高于2.5米。很多地方都有限高,如桥梁、涵洞、市内环线等,2.5米以内车高能确保大部分限高可安全通过。  
下图为2厢采集车全景遮挡情况:  
可见遮挡在所难免,只能是确保设计合理的情况下,尽量降低遮挡比例。  
2.1.2车内空间
车内驾乘空间一般从2方面评估,一是作业员,二是设备。  
关于人的需求满足:采集车平均一年作业里程数万公里,作业员在车上的时间也很长,因而舒适的驾乘体验是必须的,人的空间需要放在首位考虑。一方面考虑1.6至1.9米身高的人都可轻松驾驶,另外需要考虑作业员随身行李和办公用品可放进车内,且不碍事。  
关于设备。地图采集车一般都挂载不少高端传感器,需要专业的控制与采集设备来进行供电、控制与管理。考虑环境、振动等诸多因素,控制与采集设备一般放在车内,并集成于定制机柜内。一方面要求装有设备的机柜能在车内放得下;另一方面要求设备可靠性高,少出故障。  
为保证车内设备运行稳定可靠,需考虑振动、散热、可维修性等诸多指标。长期的摸索总结,采集车车内机柜经历了由大变小,由放置于汽车后备箱到安装于减振和散热更好的汽车副驾驶位置。    
机柜放置于后备箱(早期的)  
机柜置于副驾(现在的)  
将机柜置于副驾驶处有如下好处:
1)振动明显降低。汽车自身悬挂和调教,副驾驶减震效果明显优于后备箱。相对平缓的振动,对提升计算机,特别是硬盘的工作可靠性有明显帮助,实践证明机柜放置于副驾驶后,硬盘读写异常或采集中不识别硬盘的情况显著降低,由平均不到半月发生一次硬盘错误,提升至半年不发生。  
2)散热效果明显提升。副驾驶空调出风口可直吹机柜,在气温较高的情况下,空调散热可保障机柜内设备工作在适宜的环境中,有利于提升设备稳定性。而后备箱一般比较密封,且空调风量明显减弱,散热效果明显不如副驾驶。  
3)可提升维修性。将机柜置于副驾驶处,作业员可在作业中方便观察机柜内异常。当发生故障时,可将机柜前后面板快速拆除,作业员可方便观察、操作维护。  
2.1.3车顶行李架
原车行李架很重要,两肩挑着超过几十万甚至百万的设备。所以在选车时,行李架承重是最关注的指标之一。行李架承重能力要求根据车顶设备总重量来定。如车顶设备总重50kg,则推荐行李架承重能力应该达到60kg以上,预留一定冗余。  
很多车行李架是装饰件,还有不少车行李架是胶水粘的,行李架没有承重能力,选车的时候如遇到这类车型直接pass。原车行李架要求为金属材料,如铝合金材质,最好能拿到原厂参数。如下为大众途凯行李架参数,铝合金材质,承重75kg。
大众途凯行李架参数  
对于部分车型,即使理论上行李架承载能力可满足要求,但考虑加减速时的冲击力,也会考虑对行李架进行加固。加固措施包括增加行李架支撑:
行李架加固(这车没少跑川藏)  
2.1.3发电机
汽车发电机是采集车系统工作的源动力,其指标至关重要。选型时一般要求:发电机功率≥采集系统用电负荷+汽车自身用电负荷+20A以上冗余。  
若发电机功率不够或刚刚好,在汽车发电机老化和夏天高温输出效率降低的情况下,用电短缺的情况特别突出,严重情况下会出现系统设备重启等现象,影响作业。日系车辆发电机输出功率一般较低,选车时要特别注意。  
汽车使用手册一般不会标注发电机功率参数,需要现场实车查验,或通过4S店查询内部资料获取,包括从售后配件库查型号。  
以下是大众某款汽车发电机参数:
实地查验(发动机舱内拍摄)  
售后备件库核查  
实测大众某款车型汽车发电机  
有些公司的部分型号采集车采取了加装发电机的方案给系统设备供电,这种方案一是需要选择内部空间较大的汽车改造,二是改造费用高(5-10万/台)且有安全隐患,出现故障后不能就近4S店维修,维护成本高。一般不选择加装发电机方案。  
3.小结
选择一款合适的汽车作为载车需要仔细研究各项参数,综合比较。确定一款车型作为采集车,需要经过严格的流程:至少要有车辆选型、4S店勘验、样车改装、样车测试、载车定型以及采集车量产等流程。  
选车也是一门技术活。市面上汽车日新月异,作为采集造车人,需要不断关注市场车型变化,做好储备,当有选车需求时可很快匹配合适汽车。在预计到某款车型将要退市时要及时做好后续备选方案。
 

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