作為自動(dòng)駕駛安全的基礎(chǔ)，高精度定位的重要性毋庸置疑，特別是基于IMU、GNSS信號(hào)、視覺感知系統(tǒng)、高精度地圖等的融合定位技術(shù)，由于可以實(shí)現(xiàn)更高的定位精度和冗余性，提升車輛在各類場(chǎng)景中的通過(guò)率，正成為行業(yè)的主流選擇。
為了更好地滿足自動(dòng)駕駛領(lǐng)域?qū)Χㄎ坏母邩?biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求，在2021上海車展上，國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的組合定位技術(shù)供應(yīng)商導(dǎo)遠(yuǎn)電子宣布推出高精度地圖盒子。該產(chǎn)品通過(guò)融合IMU、RTK、車速、ADAS相機(jī)、高精地圖數(shù)據(jù)等，可以實(shí)現(xiàn)車道級(jí)定位，并提供2km預(yù)見性巡航能力，為高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)提供決策依據(jù)，助力L2+自動(dòng)駕駛功能的研發(fā)。
導(dǎo)遠(yuǎn)電子高精度地圖盒子，圖片來(lái)源：導(dǎo)遠(yuǎn)電子
打造高可靠自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，融合定位不可或缺
隨著L1、L2自動(dòng)駕駛逐漸進(jìn)入規(guī)模化應(yīng)用，L3、L4也開始拉開量產(chǎn)大幕，如何評(píng)價(jià)這些自動(dòng)駕駛系統(tǒng)是否真的好用，成了亟待解決的問題。
對(duì)此，業(yè)界提出了一些評(píng)價(jià)指標(biāo)，比如美國(guó)加州車輛管理局(DMV)歷年發(fā)布的自動(dòng)駕駛接管報(bào)告中的MPI，即每?jī)纱稳斯じ深A(yù)之間行駛的平均里程數(shù)，以及小鵬汽車前段時(shí)間針對(duì)NGP發(fā)起的 3000km遠(yuǎn)征挑戰(zhàn)中所提到的百公里平均接管次數(shù)、變道超車成功率、進(jìn)出匝道成功率和隧道通過(guò)成功率，均是常見的衡量自動(dòng)駕駛系統(tǒng)運(yùn)行性能的重要指標(biāo)。
尤其是在隧道、地庫(kù)這樣特殊的場(chǎng)景中，因光線變化，以及GPS信號(hào)等的遮擋，很容易對(duì)感知系統(tǒng)造成困擾，進(jìn)而影響駕駛安全，最是能考驗(yàn)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的整體性能。而隧道又是國(guó)內(nèi)高頻駕駛場(chǎng)景之一，因而成了業(yè)界關(guān)注的重點(diǎn)，比如小鵬P7此次就將隧道通過(guò)成功率作為了考驗(yàn)其NGP性能的重要指標(biāo)之一。
圖片來(lái)源：小鵬汽車
給予小鵬汽車這一信心的是NGP背后完善的數(shù)據(jù)和算法閉環(huán)，以及強(qiáng)大的環(huán)境感知和高精度定位能力。特別值得一提的是高精度定位，由于在任何一個(gè)駕駛場(chǎng)景中，自動(dòng)駕駛汽車要安全駕駛都必須準(zhǔn)確感知自己的車道級(jí)位置信息，才能更好地預(yù)判并防范風(fēng)險(xiǎn)，正逐漸成為自動(dòng)駕駛汽車的基礎(chǔ)能力之一。
更何況無(wú)論目前已經(jīng)在量產(chǎn)車上應(yīng)用的輔助駕駛系統(tǒng)，還是有望在未來(lái)幾年逐漸投入商業(yè)化應(yīng)用的L3、L4自動(dòng)駕駛汽車，其實(shí)都是有設(shè)計(jì)運(yùn)行域ODD的，車輛只有在ODD內(nèi)運(yùn)行，才可以啟動(dòng)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，這背后高精度定位同樣是關(guān)鍵的技術(shù)支撐。如果缺乏精準(zhǔn)的位置感知，車輛便無(wú)法準(zhǔn)確判斷何時(shí)應(yīng)該開啟自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，甚至出現(xiàn)系統(tǒng)開啟后頻繁閃退的尷尬，十分影響用戶體驗(yàn)。
因此，近兩年隨著智能汽車的快速普及，業(yè)界在傳統(tǒng)功能汽車通過(guò)GPS進(jìn)行導(dǎo)航定位的基礎(chǔ)上，提出了基于RTK的GNSS與視覺感知以及慣導(dǎo)等的多源融合高精度定位解決方案，以突破融合定位里各個(gè)觀測(cè)量和信息來(lái)源本身的局限性，提升定位的精準(zhǔn)度，同時(shí)賦予用戶更好的智能駕駛體驗(yàn)。
此前大量案例證明，單一的定位技術(shù)確實(shí)難以滿足自動(dòng)駕駛的高安全性。譬如RTK和PPP-RTK，容易受到電離層狀態(tài)、多路徑、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)覆蓋和遮擋的影響，攝像頭、雷達(dá)等車載傳感器在用于定位時(shí)，也容易受外部環(huán)境的影響而出現(xiàn)性能下降。但如果同時(shí)加上高精度的IMU，則可以通過(guò)航位推算實(shí)現(xiàn)持續(xù)且精準(zhǔn)的位置輸出，并交叉比較多種定位算法的結(jié)果，實(shí)時(shí)剔除錯(cuò)誤的觀測(cè)量，起到“裁判“的作用，這是實(shí)現(xiàn)定位安全最重要的環(huán)節(jié)。
不僅如此，由于IMU可以很好地跟蹤車輛的路線偏移情況，縱、橫向的擺動(dòng)角速度，以及縱、橫向和垂直加速度等信號(hào)，跟蹤車體的姿態(tài)和位置變化，并且?guī)缀醪皇芡饨绛h(huán)境影響，即便在復(fù)雜場(chǎng)景下仍能準(zhǔn)確完成測(cè)量，可謂保障自動(dòng)駕駛安全的最后一道屏障。
比如導(dǎo)遠(yuǎn)電子的高精組合導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)，作為專為自動(dòng)駕駛車輛設(shè)計(jì)的組合導(dǎo)航，融合了高精度 IMU、雙/多頻多星座GNSS/RTK及車速和安全完整的算法模型，能夠給出低延遲的位置、速度、姿態(tài)和授時(shí)(PVAT)等信息。甚至在隧道和地下停車場(chǎng)等特殊場(chǎng)景，也能精準(zhǔn)定位，可支持高速駕駛輔助、動(dòng)態(tài)地圖匹配、擁堵輔助、自動(dòng)泊車等多種應(yīng)用。
導(dǎo)遠(yuǎn)電子推高精度地圖盒子，賦能L2+自動(dòng)駕駛研發(fā)
作為專注于自動(dòng)駕駛的高精度融合定位系統(tǒng)解決方案提供商，導(dǎo)遠(yuǎn)電子多年來(lái)一直致力于研制車規(guī)級(jí)高精度慣性傳感器和行業(yè)領(lǐng)先的定位算法，并先后推出了包括INS570D、INS580S等在內(nèi)的多款滿足汽車工業(yè)可靠性質(zhì)量要求以及可用性標(biāo)準(zhǔn)的高精度定位產(chǎn)品，定點(diǎn)主流主機(jī)廠超過(guò)20+款乘用車和商用車車型。
導(dǎo)遠(yuǎn)電子董事長(zhǎng)兼CEO 李榮熙
在剛剛開幕的2021上海車展上，導(dǎo)遠(yuǎn)電子再次迎來(lái)重大突破——正式推出了其第一代高精度地圖盒子。據(jù)悉，相較于此前推出的高精度定位解決方案，此次導(dǎo)遠(yuǎn)電子新推出的高精度地圖盒子在以往融合了MEMS高精度慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)、高精度衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)等的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步加入了ADAS 攝像頭數(shù)據(jù)、高精度地圖等的感知數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)95%置信度下橫向誤差小于0.2米，縱向誤差小于2米，為L(zhǎng)2+高速領(lǐng)航駕駛、AVP自動(dòng)代客泊車、PCC商用車預(yù)見性巡航及眾包地圖采集和構(gòu)建等提供精準(zhǔn)的參考。
特別是通過(guò)新加入的高精地圖與高精度定位的匹配，可以幫助自動(dòng)駕駛汽車獲得超普通車載傳感器探測(cè)距離的感知能力，拓展多種復(fù)雜功能場(chǎng)景ODD。即便在GNSS和車道線檢測(cè)均不能使用的情況下，導(dǎo)遠(yuǎn)電子高精度地圖盒子依舊能夠使車輛保持至少400m 車道內(nèi)自動(dòng)駕駛，并能滿足功能安全的要求。據(jù)導(dǎo)遠(yuǎn)電子介紹，該產(chǎn)品的高清地圖數(shù)據(jù)已覆蓋全國(guó)高速和城市快速路段。
以對(duì)精準(zhǔn)定位能力要求相對(duì)較高的自動(dòng)代客泊車AVP為例，由于AVP的應(yīng)用場(chǎng)景很大一部分是在地庫(kù)中，該場(chǎng)景不僅結(jié)構(gòu)多樣，坡度彎道復(fù)雜，光線較差，普通的ADAS攝像頭難以正常使用，而且衛(wèi)星定位功能也很容易失效，實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中常面臨諸多風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。
但與高精度IMU和地圖數(shù)據(jù)融合后，可以很好地彌補(bǔ)前述不足，在車位地圖構(gòu)建階段，就利用航位推算（DR）以及相機(jī)車位識(shí)別的結(jié)合準(zhǔn)確測(cè)繪行駛軌跡和車位位置，并在自動(dòng)代客泊車過(guò)程中，通過(guò)多種定位技術(shù)的融合順利引導(dǎo)車輛尋找車位或行駛到目標(biāo)車位。
不僅如此，該地圖盒子還可以用于實(shí)現(xiàn)地圖更新、眾包地圖以及實(shí)時(shí)路況修正。目前來(lái)看，要進(jìn)行高精地圖的快速更新和市區(qū)、園區(qū)等高效地圖構(gòu)建，一種較為可行的方式便是基于SLAM 技術(shù)的眾包采集，即通過(guò)安裝在車上的視覺攝像頭或激光雷達(dá)等傳感器，實(shí)時(shí)檢測(cè)道路交通環(huán)境，并將車道線、交通標(biāo)識(shí)等重要信息打上位置標(biāo)簽后上傳到云端，通過(guò)多車眾包形成可更新的圖層，再下發(fā)更新給其他車輛，實(shí)現(xiàn)地圖數(shù)據(jù)的快速更新。
在此過(guò)程中，實(shí)時(shí)獲取車輛本身的準(zhǔn)確位置信息尤為關(guān)鍵，因?yàn)橹苯雨P(guān)系到目標(biāo)位置的定位精度，而一旦定位精度較低，直接影響的就是自動(dòng)駕駛安全。在高精地圖構(gòu)建過(guò)程中，如果車輛的定位精度不夠，還會(huì)帶來(lái)更高的地圖構(gòu)建成本。導(dǎo)遠(yuǎn)電子的高精度地圖盒子，通過(guò)融合多種定位信息，可以很好地解決上述問題。
從右至左分別為：中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)副秘書長(zhǎng)閆建來(lái)、導(dǎo)遠(yuǎn)電子董事長(zhǎng)兼CEO李榮熙、導(dǎo)遠(yuǎn)電子CTO司徒春輝、武漢中海庭數(shù)據(jù)技術(shù)有限公司總經(jīng)理劉奮
“如果是通過(guò)終極人工智能去解決智能駕駛的話，理論上感知加慣導(dǎo)的技術(shù)路線是一個(gè)很好的方向。人類通過(guò)幾百萬(wàn)年的進(jìn)化，最終是憑借一雙眼睛和半規(guī)管小腦等器官來(lái)保證日常的活動(dòng)，而IMU之于自動(dòng)駕駛，就類似于仿真人體學(xué)里面的小腦的功能。”對(duì)于高精度IMU于智能駕駛的重要意義，武漢中海庭數(shù)據(jù)技術(shù)有限公司總經(jīng)理劉奮博士甚至如是說(shuō)道。
不僅如此，劉奮指出，IMU還可以很好地解決地圖數(shù)據(jù)中絕對(duì)位置精度和相對(duì)位置精度的聚合，并成為未來(lái)數(shù)據(jù)或者軟件上車重要入口?！皬倪@個(gè)角度考慮，我們希望未來(lái)可以繼續(xù)和導(dǎo)遠(yuǎn)電子深化合作，更好地賦能自動(dòng)駕駛落地?！?劉奮表示。
當(dāng)前，ADAS正快速向高級(jí)別自動(dòng)駕駛進(jìn)階，在此過(guò)程中，高精度融合定位技術(shù)發(fā)揮的作用也越來(lái)越重要，特別是在提升駕駛安全性、優(yōu)化智能駕駛體驗(yàn)方面，高精度融合定位已經(jīng)成了一項(xiàng)基礎(chǔ)配置，在越來(lái)越多的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中搭載。比如小鵬汽車剛剛發(fā)布的P5、蔚來(lái)汽車ET7以及滴滴的雙子星自動(dòng)駕駛硬件平臺(tái)等，均采用了融合高精度定位單元、高清攝像頭、毫米波雷達(dá)等的多源融合定位解決方案，提升車輛的場(chǎng)景適應(yīng)性，使自動(dòng)駕駛系統(tǒng)達(dá)到更高的安全等級(jí)。
“未來(lái)，我們將繼續(xù)深耕高精度融合定位技術(shù)的，以更好地推動(dòng)公司‘讓每一個(gè)人不論何時(shí)何地都能享受高精度定位帶來(lái)的安全和便利’愿景的實(shí)現(xiàn)?！闭劶伴L(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展目標(biāo)，導(dǎo)遠(yuǎn)電子董事長(zhǎng)兼CEO李榮熙表示。