高精度定位研究:城市NOA驱动下的高精度定位发展趋势

自动驾驶正从高速NOA向城市NOA快速推进,对高精度定位的技术要求也在不断提升,主要体现在以下几个方面:

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精度要求更高:城市车道多变,交通流复杂,尤其是要在城市十字路口等复杂地段实现城市NOA,高精度定位精度需达到厘米级;

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引入PPP-RTK:从算法层面统一了PPP和RTK技术,可实现快速、实时的高精度定位。而且PPP-RTK可支持卫星播发和移动通信两种方式,其中卫星播发可以使用低轨卫星;

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双频RTK是主流:双频RTK经过多年的迭代已在行业内达成共识,且双频RTK可以实现更高精度的定位,对城市NOA技术的发展十分重要;

4

深耦合算法更具优势:相较于松耦合和紧耦合技术,深耦合可以有效提升组合导航的精度和可靠性,尤其是在城市高架环岛等恶劣的环境下,可有效缩小定位误差;

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低轨卫星入局:在城市场景下,经常出现高楼、高架等信号遮挡场景,使用低轨卫星可以增强信号的覆盖,进一步提升卫星信号的可靠性。

低轨卫星入局自动驾驶,助力高精度定位精度提升

低轨卫星在自动驾驶乃至智慧交通、智慧城市领域具有一定的优势,例如在信号不稳定的偏远地区,可以解决定位精度不够和实时在线的问题。

在杭州第19届亚运会和杭州第4届亚残运会期间,时空道宇以航天科技护“杭”亚运,提供了为期近2个月稳定、安全、不间断的卫星应用服务。2023年9月3日,吉利向亚组委交付了2000多辆官方指定用车,这些车辆配备了吉利旗下时空道宇提供的高精定位产品。依托高精定位产品及服务,每一辆亚运会官方指定用车的位置信息实时、准确地显示在亚组委交通指挥中心的地图上,实现车辆精准管理与调度,保障亚运会官方指定用车出行安全。此外,部分车辆配备了时空道宇卫星通信终端,通过卫星通信功能,为出行更添保障。

来源:时空道宇

时空道宇:吉利控股集团旗下科技创新企业,是国内唯一实现商业闭环的民营商业航天企业,已实现车载卫星应用产品及服务规模化落地。2022年6月成功发射自主研发的“吉利未来出行星座”首轨九星。

时空道宇未来出行星座,基于自研低轨卫星系统及星座地基数据站网,构建智能时空底座,充分利用北斗三号系统,提供行业领先的星基高精定位服务和卫星通信服务。

在高精定位领域,时空道宇星基高精定位服务已实现全球首次规模化上车。在自动驾驶典型路线内,时空道宇星基高精定位服务的定位精度优于10厘米(CEP95),高于行业内20厘米(CEP95)的水准,达到国际领先水平。

时空道宇高精度定位服务流程

来源:时空道宇

在卫星通信领域,时空道宇自研全球首款量产车载卫星通信终端吉时寻®实现规模化量产应用,率先配备于极氪 001 FR,提供双向卫星消息和卫星通话服务。此外,在装车形态方面,时空道宇开发了“车-端”一体化设计的高通量卫星互联网终端,通过相控阵技术,能够隐藏到车辆现有的造型中,不需要凸出天线。目前,时空道宇的卫星通信车载一体化玻璃天线也已完成测试,未来车辆的天窗就能变成集各类通信能力于一身的天线。

来源:时空道宇

时空道宇依托未来出行星座核心技术,及自主研发能力,已经完成数据与算法服务、芯片-模组-终端产品、行业解决方案等全栈软硬一体化产品矩阵打造,广泛应用于新能源汽车、无人机等消费类电子及公共服务领域,已构建完备的研发质量管理体系,实现软、硬件从需求导入开始、再到项目立项、技术研发、测试验收及量产交付的全链路管理,加速商业应用闭环。

P-box开启批量装车,各大厂商争抢市场份额

从高精度定位的装车形态看,目前有GNSS与IMU分开装车的,有将GNSS与IMU集成到独立盒子(P-box)的,也有将GNSS和IMU直接贴到域控制器里的。由于P-box会在产品出厂前进行标定,具有工艺成熟、成本低等特点,是目前车企高精度定位产品的高性价比之选,目前已进入量产交付期。预计未来一段时间内,P-box会逐渐成为高精度定位装车的主流形态。

国内主流的P-box供应商如导远电子、戴世智能已经实现P-box的装车量产。目前,导远电子在P-box市场占据主流地位,已经实现在自主品牌上的大量装车案例:

  • 广汽埃安旗下高端豪华品牌Hyper昊铂的王牌车型昊铂GT搭载了导远高精度组合定位系统,实现全域厘米级的车辆高精度定位技术;

  • 理想 “AD Max智能驾驶系统” 搭载了导远电子研发的高精度组合导航定位系统P-Box;

  • 吉利发布的博越L搭载了导远电子的高精度组合定位系统P-Box;

  • 长安深蓝SL03的NID3.0高阶智能辅助驾驶搭载了导远电子的高精度组合定位系统P-Box。

来源:导远电子

老牌P-box供应商订单频频,也吸引了更多厂商入局。

部分P-box新入局厂商

来源:佐思汽研《2023-2024年高精度定位行业研究报告》

诚芯智联:诚迈科技和同益股份(同益伟创)共同成立的合资公司,也是地平线的生态合作伙伴。公司于2023年5月发布了为L2以上车型打造的高精度定位P-BOX产品,多源信号融合、定位精度业内领先,超高性能、车规级交付。

来源:诚芯智联

面向下一代电子电气架构的高精度定位方案

未来汽车电子电气架构往中央集成发展是大趋势,所以部分厂商在布局P-box的同时也在积极开发定位模组集成到域控制器的产品。

此外,整车硬件成本的下降也是主机厂追求的主要方向,那么利用域控做集成,降低对硬件的要求,将算法的复杂度提升,最终实现成本控制的目标。

目前将高精度定位硬件集成到域控制器主要有几种方式:

单独将IMU集成到域控板;

将GNSS和IMU分开集成到域控板;

将GNSS和IMU组成的模组集成到域控板。

2023年4月,图森未来就推出了域控集中式大感知盒子TS-Box,是基于商用车运营工况设计,但同时支持商用车和乘用车场景,预计2024年实现量产交付。

图森未来的TS-Box整合图森自研的自动驾驶域控制器、4D雷达解决方案、集中式RTK-GNSS/INS定位模块和感知与定位融合算法。相对于独立采购各个零部件,TS-Box 整体成本下降了25%左右。

图森未来TS-Box

来源:图森未来

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