高精度定位赛道风起:各大厂商纷纷布局,如何跨过量产这道坎?

汽车甜甜圈 2023-01-18
3352 字丨阅读本文需 8 分钟

高精度定位可提供精确的位置、速度、时间信息,正成为市场新热点。

近日,百度地图正式发布以北斗卫星导航系统为核心,结合高精度地图数据的“北斗高精”一体化精准定位导航技术,升级了北斗高精车道级导航,可实时引导用户提前驶入最佳车道并提供更安全的车道级预警服务。此前,华为、高德、真我等厂商也宣布推出高精度定位服务。随着行业快速发展和智能汽车对组合导航需求的爆发式增长,一场关于定位精度的升级战已经打响。

在一个完整的自动驾驶流程中,定位是极为重要的一环,其既是感知层中的一部分,又是决策层中重要的模块,且服务于控制层。

也就是说,高精定位的准确性决定了规划、控制的安全性。如果一辆汽车不能准确定位,那就谈不上后续的规划和控制,解决不了“去哪儿”和“怎么去”的问题。

从 2018 年开始,以 u-blox 和 NovAtel 为首的国外龙头企业和以中海达、导远电子、中电昆辰、四维图新为代表的国内厂商,都在逐步布局自动驾驶的高精度解决方案。

同时,随着越来越多车企搭载辅助驾驶功能,高精定位系统也成为越来越多智能电动车的关键零部件,包括蔚小理、奔驰等车企的主流车型都已配置高精定位系统。

高精度定位赛道,正在迎来量产和起势的关键期,但真正做好定位,并非易事。

定位难在何处?

“定位太难了,任何时候都可以得到一个可靠的位置,这个事情太难了。”高精度定位系统供应商导远电子 CEO 李荣熙在近日的一次媒体沟通会上感叹道。

李荣熙所说的难,主要体现在如何满足“多元场景、长时间、稳定且高精度”上,比如,城市环境密集高楼区,以及车辆经历隧道、高架桥、地下停车场等遮挡场景时,通信时延会影响定位的准确性。

车辆高精定位常见的技术路线包括全球卫星导航系统(GNSS)、惯性导航(INS)、实时动态差分(RTK),不同的定位技术各有优劣,具体来看:

卫星导航靠测量载体到卫星的距离来确定载体位置,虽然能够提供绝对的位置信息,但其精确度尚未达到自动驾驶的厘米级标准;

惯性导航不需要从外部接收信号,只靠内部的硬件解算位置信息,输出定位和姿态数据,其工作环境适用海陆空,但由于导航信息经过积分而产生,定位误差随时间而增大,长期精度差,并且成本较高。

实时动态差分(RTK)是通过载波相位动态实时差分的方法,获得测量点的坐标,但一旦通信链路出现问题,则无法获得参考基准站的差分数据,导致无法输出准确的定位数据;

考虑到环境(遮挡、光线、天气)、成本以及稳定性等因素,单纯采用某一种定位技术,并不能满足车联网业务的定位需求。

因此,高精度定位系统供应商通常会结合不同的技术互为补充。例如,导远电子就采用“卫星导航和惯性导航”组合。

在导远电子技术研发副总裁王理砚看来,“组合导航是大势所趋”。 基于这样的判断,导远目前形成了三部分的高精度组合定位产线:一是 IMU 模组,二是组合定位的总成 PBOX,最后是组合定位总成上面有高精度地图定位的 PBOX PLUS。

高精度定位赛道风起

随着 ADAS 功能逐步成为大部分汽车的标配,高精度定位服务在汽车行业的应用前景也随着被打开。智研咨询数据显示,2021 年时中国自动驾驶高精定位市场规模为 126 亿元,预计 2025 年时行业规模将达到 195 亿元。

另外,工信部发布的《中国智能网联汽车发展路线图 2.0》显示,计划到2035年,中国方案智能网联汽车技术和产业体系全面建成,网联式高度自动驾驶智能网联汽车大规模应用。到 2025 年,搭载 L2 和 L3 自动驾驶功能的新车销量要达到 50%以上。

因此,李荣熙也预计,得益于辅助驾驶 L2+ 的爬坡,高精定位在 2023 年将迎来新的业务增长点。

可以看到,作为高阶自动驾驶前装标配功能组件以及辅助驾驶的关键部件,高精定位赛道已经风起,但今年是否会迎来爆发式增长?还要看整个智能汽车市场的发展速度。

各大厂商纷纷布局

在高阶智能驾驶(NOA)量产上车系统中,车规级高精定位基本上属于“标配”。

除特斯拉走纯视觉方案之外,要实现高阶的智能驾驶,以目前正在尝试落地的高速/城市领航辅助驾驶为例(小鹏的NGP、长城NOH、极狐NCA),采用均为多传感器融合方案,在该方案中,车规级高精定位占有不可或缺的位置。

对于高阶智能驾驶而言,通俗来说需要解决的问题是:“我在哪儿”“我去哪儿”“怎么走”,其中车规级高精定位解决的便是“我在哪儿”的问题,需要把定位误差降低到厘米级,为实现行车安全提供客观条件。

从技术原理上来说,高精度定位分为绝对定位、相对定位,绝对定位是指在基于统一的定位坐标体系下的位置,目前是采用GNSS定位手段,相对定位提供的是区域内的相对位置信息,其中包括IMU惯性传感器。

目前,GNSS的特点为,其受到轨道误差、卫星钟差等影响,定位精度只能达到米级,“GNSS+RTK”可以达到动态厘米级定位,但是,在林荫道、高架下道路、隧道等非开阔场景下,会出现信号丢失现象。

IMU不受外界环境影响,能够依靠航向算法准确定位,不过累计误差随时长递增,且需要得到一个比较准确的初始位置才可进行推算。因此,业内当前多使用“GNSS+RTK+IMU”的组合定位方案。

高阶智能驾驶的确定性趋势,吸引着各方势力入局车规级高精定位。

新兴的赛道往往不乏创业者。以车规级IMU、P-Box供应商导远电子为例,其创始人李荣熙因看好车规级高精定位发展,2014年放弃科研机构的稳定工作,毅然踏上创业之路,并于2015年All in智能驾驶应用领域的导航定位研究,最终在2018年率先实现车规级商业化落地。

导远电子相关负责人日前向高工智能汽车表示,公司截至目前已累计量产交付30万套产品,合作车企包括小鹏、理想、长安等。

图说:导远电子高架场景路测案例、林荫路场景路测案例(导远电子提供,INS为惯性导航系统,包括IMU和算法)

觉非科技则尝试以核心的软件和数据能力,为车企提供包括车规级高精定位在内的服务,核心技术路线为多传感器融合计算。值得一提的是,据介绍,2022年11月9日,觉非科技完成新一轮战略融资,规模近亿元。

传统的高精定位产业链厂商,亦争相攻入车规级高精定位领域。

华测导航为国内高精定位龙头,长期深耕于高精定位软硬件的研、产、销,具体产品包括GNSS接收机等。根据2022年4月披露的信息,其在2021年在乘用车自动驾驶业务板块实现突破,卫惯导航产品已成为哪吒、吉利路特斯、比亚迪等自动驾驶位置单元业务定点供应商,正谋划布局车规级GNSS SOC芯片、高精度车规级IMU芯片。

中海达方面,作为全产品线高精定位技术产品和解决方案厂商,其已在2021年完成多款智能汽车车载高精度产品的量产和定点化测试工作,2021年6月,中海达在北京设立研究中心,专职从事智能驾驶车载高精度定位算法等相关领域的研发,目前产品包括车载高精度组合导航模块、GNSS接收机。

传统的汽车零部件供应商方面,积极布局者包括华依科技、四维图新等。

华依科技原主营业务为动力总成测试,2020年入局IMU领域,成立IMU小组,意欲借力现有的汽车厂商客户资源,进行IMU产品的渗透和推广,根据2022年11月披露的信息,其IMU产品研制工作已完成,产品可进入量产阶段,当前其正推动定增,项目中就包括IMU的研发及生产。

四维图新原深耕于车载导航,后在移动互联浪潮下受免费手机导航冲击,2018年孵化六分科技。2022年2月,六分科技宣布完成6.2亿元B轮融资,加快布局车规级高精度定位完整解决方案。根据对外披露的信息,截至2022年3月,其已完成组建约2800个地基增强基站。

如何跨过量产这道坎?

产品的推出仅是一部分,量产交付能力才是对供应商的各项能力的综合考量。

为保障车辆高精度定位的性能需求,需要融合蜂窝网、卫星、惯导、摄像头以及雷达数据,高精度产品技术壁垒较高,集成度较低,器件的制造工艺和成本决定了产品整体的价格较高,难以实现快速普及,某种程度上限制了车辆高精度定位的商业应用。

此前,NovAtel 的 RTK+IMU 组合导航系统最低价格也在 20 万元左右,对于车企而言,这一价格显然不且实际。

不过,当下在国内供应商的推动下,目前常见的一套组合定位导航系统单车成本大概是千元左右。

硬件成本的价格快速推动了高精定位导航量产上车。以导远作为切面来看,官方数据显示,导远已经拿下了二十多个主机厂的超过 70 个车型定点,装配近 50 万台汽车(数据截至 2022 年 12 月)。

另外,导远方面向钛媒体App透露,其在 2023 年第一个月又拿下了一个在华年销数百万辆车的国际知名车企合资项目定点。

为了进一步推动研发和量产,导远 1 月 12 日在中国(上海)自由贸易试验区临港新片区正式设立研发中心,同时宣布将在临港启动建设车规级智能传感数字化智慧基地,计划将于 2024 年面向全球市场投产。

根据导远的规划,未来五年计划建设规模达近千人的研发与生产人才队伍,建成后将实现每年数百万套高性能定位及感知传感器产能。

随着高级辅助驾驶往中端车型渗透,定位感知产品层级也将进一步分化。车企对高精度定位的要求既要高精度和安全性,也要低成本。但在李荣熙看来,产品等级的区别一定是体现在性能的区别,体现在对不同路况的覆盖程度,而不是安全的区别。安全始终是第一要义。

“降本是一个系统工程,是对整个供应链、整个制造体系、交付体系、物流体系,以及资金周转体系和现金管理体系的整个体系的考核。”李荣熙在接受媒体采访时表示。

不难看出,要进一步降本,提升量产效率,是整个研发生产链条环环相扣的系统大工程,也是各家企业共同面临的挑战。

文章来源: 钛媒体APP,新华网,高工智能汽车

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