隨著自動(dòng)駕駛的不斷發(fā)展,對(duì)高精度定位技術(shù)的需求越來(lái)越大。同時(shí)在智能汽車硬件預(yù)埋的大趨勢(shì)下,越來(lái)越多的乘用車選擇加裝高精度定位硬件,量產(chǎn)交付后可通過(guò)OTA升級(jí)實(shí)現(xiàn)更高級(jí)別功能。
高精度定位走向標(biāo)配,供應(yīng)商量產(chǎn)裝車加速
從裝車情況看,2022年以來(lái)上市的裝配高精度定位技術(shù)的車型明顯增多,其中蔚來(lái)、小鵬、理想、合眾、華人運(yùn)通、北汽極狐等在2022年新上車型均實(shí)現(xiàn)全系標(biāo)配高精度定位,傳統(tǒng)主機(jī)廠在這方面的部署也明顯加快了腳步,如長(zhǎng)城的坦克500、機(jī)甲龍,長(zhǎng)安的深藍(lán)SL03,上汽的飛凡R7、大通MAXUS G90,奇瑞的捷途大圣,凱迪拉克的LYRIQ銳歌等均推出了高精度定位的標(biāo)配、選裝等不同版本。據(jù)佐思汽研統(tǒng)計(jì)2022年1-10月份,中國(guó)量產(chǎn)乘用車高精度定位裝車量已超28萬(wàn)輛,裝配率在1.8%左右。
高精度定位尤其是滿足L4/L5級(jí)別需求的厘米級(jí)高精度定位要實(shí)現(xiàn)大批量裝車,首先需要通過(guò)高精度定位增強(qiáng)服務(wù)(如RTK/PPP-RTK)提高定位精度,同時(shí)還需要進(jìn)一步降低成本,那對(duì)于高精定位供應(yīng)商來(lái)說(shuō),實(shí)現(xiàn)核心軟硬件自研可以顯著降低成本。
01、定位基礎(chǔ)服務(wù)技術(shù)
高精度定位硬件技術(shù)與RTK技術(shù)、或PPP-RTK技術(shù)融合使用可以有效提高定位精度,實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)定位,滿足自動(dòng)駕駛不同等級(jí)的需求。目前國(guó)內(nèi)廠商如千尋位置、六分科技、中國(guó)移動(dòng)、北斗旗下的真點(diǎn)科技等都可以提供RTK或PPP-RTK等定位服務(wù),助力主機(jī)廠自動(dòng)駕駛發(fā)展。
六分科技:目前已經(jīng)在中國(guó)自建了超2800個(gè)CORS基站,自研終端RTK算法與組合導(dǎo)航算法。同時(shí)在虛擬參考站和精密單點(diǎn)定位技術(shù)原理的基礎(chǔ)上,自研“云閣”解算平臺(tái),計(jì)算各類空間誤差,并通過(guò)自研終端RTK算法與終端組合導(dǎo)航算法,形成“網(wǎng)-云-端”一體化解決方案。該方案將能提供5系統(tǒng)16頻點(diǎn)、全天候、實(shí)時(shí)厘米級(jí)高精度定位服務(wù)。六分科技高精度定位服務(wù),可以做到從星到云到端的完好性監(jiān)測(cè)+完好性輸出。
近兩年,六分科技已經(jīng)收獲包括威馬、嬴徹科技、圖森未來(lái)在內(nèi)的多個(gè)智能駕駛量產(chǎn)訂單, 并與東風(fēng)悅享、仙途智能、滴滴青桔、英泰斯特、u-blox、中電昆辰等多個(gè)北斗上下游企業(yè)達(dá)成合作。
六分科技高精度定位服務(wù)框架
來(lái)源:六分科技
大有時(shí)空:2023年1月初正式推出PPP-RTK全球衛(wèi)星定位服務(wù)產(chǎn)品,通過(guò)對(duì)基站數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理,建立整網(wǎng)的電離層延遲、對(duì)流層延遲等誤差模型,生成一套包含衛(wèi)星軌道、鐘差、電離層等的狀態(tài)改正量,發(fā)送至車端進(jìn)行位置解算,實(shí)現(xiàn)30秒快速收斂,定位精度可達(dá)2厘米。
來(lái)源:大有時(shí)空
PPP-RTK具備市場(chǎng)較大優(yōu)勢(shì),可以解決定位結(jié)果輸出的完好性問(wèn)題:
收斂時(shí)間短:利用地基參考網(wǎng)絡(luò)提供的大氣改正數(shù)和相位小數(shù)偏差產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)快速收斂;
隱私性強(qiáng):終端位置數(shù)據(jù)不用上傳到運(yùn)營(yíng)商平臺(tái);
覆蓋面廣:同時(shí)支持移動(dòng)通信和衛(wèi)星播發(fā)兩種方式,可以相互彌補(bǔ),實(shí)現(xiàn)全球定位覆蓋;
有效降低成本:通信帶寬要求低,可采用衛(wèi)星播發(fā),其計(jì)算量和播發(fā)數(shù)據(jù)量,不隨用戶量增長(zhǎng)而線性上升,此外對(duì)基站的需求量相對(duì)較少,可以有效減少相應(yīng)的成本投入;
目前來(lái)看PPP-RTK技術(shù)可以有效解決成本和定位精度的問(wèn)題,有望逐步成為主機(jī)廠智能駕駛方案中,實(shí)現(xiàn)高精度定位服務(wù)的首選技術(shù)。
02、定位硬件產(chǎn)品
在GNSS的國(guó)產(chǎn)化替代方面,國(guó)內(nèi)的北云科技、華測(cè)導(dǎo)航、千尋位置、和芯星通等都實(shí)現(xiàn)了芯片或板卡的自研。
和芯星通:2022年7月推出的北斗高精度定位模組UM982是基于和芯星通自主研發(fā)的NebulasIV芯片設(shè)計(jì)的,實(shí)現(xiàn)RTK 定位及雙天線定向解算。NebulasIV芯片把所有射頻部分的信息處理、基帶信號(hào)捕獲跟蹤、高精度厘米級(jí)算法、抗干擾算法等都集成到該芯片上,是射頻基帶及高精度算法一體化的GNSS SoC芯片,采用的是22納米的生產(chǎn)工藝。
NebulasIV芯片架構(gòu)
來(lái)源:和芯星通
在IMU的國(guó)產(chǎn)化方面,國(guó)內(nèi)的戴世智能、導(dǎo)遠(yuǎn)電子、華依科技等都實(shí)現(xiàn)了IMU模塊的量產(chǎn),而IMU芯片方面還是由國(guó)外廠商占據(jù)主導(dǎo)地位。
高精度定位盒子(P-Box)已實(shí)現(xiàn)裝車量產(chǎn)
量產(chǎn)乘用車高精度定位硬件,主要包括以下四類集成產(chǎn)品形態(tài):
P-Box、Map-Box這類獨(dú)立的定位盒子;
貼片式模組,將高精度定位集成到T-Box或域控制器中;
GNSS/IMU集成進(jìn)T-Box(無(wú)線通訊模組);
GNSS/IMU模塊分開部署在車內(nèi)不同位置。
其中P-Box具備可以快速集成到車端的優(yōu)勢(shì),成為大部分主機(jī)廠,尤其是傳統(tǒng)主機(jī)廠實(shí)現(xiàn)高精度定位快速裝車量產(chǎn)的最佳選擇。
P-Box集成方式特點(diǎn)
來(lái)源:佐思汽研《2023年高精度定位產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告》
意法半導(dǎo)體:在2022年11月的慕尼黑華南電子展,ST展示了其P-Box產(chǎn)品,由ST多頻多星座GNSS芯片(STA9100/STA8100)、定位引擎(STA1835)、IMU慣性傳感器(ASM330LHB)和電源管理系統(tǒng)(LDO DC-DC L5965)構(gòu)成,可實(shí)現(xiàn)車道級(jí)定位。
ST的P-Box方案滿足ASIL- B功能安全要求,使用的GNSS芯片符合ASIL-B 標(biāo)準(zhǔn),定位引擎、電源管理系統(tǒng)、IMU等都支持ASIL-B級(jí)別的汽車應(yīng)用。
意法半導(dǎo)體的P-Box集成方案
來(lái)源:ST
導(dǎo)遠(yuǎn)電子:專注于高精度定位產(chǎn)業(yè),旗下高精度定位解決方案符合ISO 26262 汽車功能安全的要求。導(dǎo)遠(yuǎn)電子的P-Box融合了MEMS慣性導(dǎo)航技術(shù)、融合衛(wèi)星導(dǎo)航(RTK-GNSS)和車輛信息(輪速、檔位等),符合ISO 26262 ASIL B 。
2022年6月上市的理想L9,2022年7月上市的長(zhǎng)安深藍(lán)SL03都裝配了導(dǎo)遠(yuǎn)電子的P-Box產(chǎn)品。此外,導(dǎo)遠(yuǎn)電子還獲得了奇瑞定點(diǎn)項(xiàng)目。
E/E架構(gòu)演進(jìn),推動(dòng)貼片式定位模組發(fā)展
算法自研能力較強(qiáng)的主機(jī)廠開始探索將高精度定位集成到智駕域中,可以減少線束、接口的使用,為了迎合域集中和多域融合架構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì),供應(yīng)商除了P-Box產(chǎn)品,也在積極部署貼片式高精度定位產(chǎn)品。目前北云科技、新納傳感、U-blox等均已推出了貼片式高精定位模組。
U-blox:ZED-F9K-01A高精度GNSS模塊(AEC-Q104)是U-blox在2022年11月最新推出的產(chǎn)品,配備嵌入式軟硬件和新一代IMU,可以提供全集成高精度定位解決方案。
ZED-F9K-01A原生支持U-blox PointPerfect GNSS增強(qiáng)服務(wù),可以并行提供多路GNSS和IMU輸出,為各種可能的架構(gòu)提供支持,包括具有超低延遲、50Hz慣導(dǎo)位置輸出。ZED-F9K-01A的工作溫度最高可達(dá)105 ℃,設(shè)計(jì)限制更少,可方便集成到汽車ADAS域控制器或智能天線中。
佐思汽研《2023年高精度定位產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告》主要研究?jī)?nèi)容如下:
高精度定位產(chǎn)業(yè)政策、市場(chǎng)規(guī)模、市場(chǎng)格局等研究;
高精度定位主要技術(shù)(包括GNSS、IMU、GNSS+RTK+IMU等)發(fā)展情況、供應(yīng)商及產(chǎn)品總結(jié)等研究;
高精度定位主要技術(shù)發(fā)展趨勢(shì),包括車端集成方式、融合算法、PPP-RTK技術(shù)的應(yīng)用研究;
高精度定位在主要應(yīng)用場(chǎng)景(包括量產(chǎn)乘用車、無(wú)人配送、自動(dòng)駕駛卡車等)的應(yīng)用情況、細(xì)分市場(chǎng)規(guī)模的研究;
高精度定位基礎(chǔ)服務(wù)供應(yīng)商、定位模塊供應(yīng)商的主要技術(shù)、主要產(chǎn)品、競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)、合作情況等研究。