高精度组合导航模块降至千元级，将成自动驾驶标配

撰文 | 佐思

近年来，汽车行业正在向着智能化、电动化、网联化、共享化的“新四化”方向发展，其中智能化的发展与高精定位技术密不可分。

高精定位是L3及以上级别自动驾驶汽车的必备技术，除了实现自车定位，帮助自动驾驶车辆进行决策，还可以与授时服务结合，获取V2X相关信息，实现对周围环境的感知，从而减少外部环境对自动驾驶的影响。定位精度一般要求能在各种复杂环境中稳定达到30cm以内才能满足车规级要求，从目前的市场情况看，主机厂大多选择的是组合定位方案。

不同类型的定位技术各有优缺点，例如GNSS定位的长期精度比较准确，但受环境影响较大，在桥洞或电磁干扰情况下，信号会减少或丢失，影响定位结果。

惯导定位短期精度准确，且不受外界环境干扰，但误差会随时间积累越来越大，且惯导价格偏高，一般测绘用组合惯导价格在十万人民币以上，车用惯导成本相对低一些，但目前也在五万人民币左右。

基于环境特征匹配的定位技术也存在一定的缺点，例如雷达定位测量精确度高，但使用成本也高；而视觉定位价格实惠，但会受到一定外界环境的干扰。近年来特斯拉自动驾驶辅助系统接连出现事故也说明了采用单一的基于环境特征匹配的定位技术实现自动驾驶还存在许多不足之处。

在目前的自动驾驶定位技术中，最基本的定位方法是GNSS或其差分补偿RTK方案，但由于卫星信号在隧道、地下停车场或密集城市等场景中所接收到的信号较差，所以GNSS通常会与惯导结合使用，以增强定位的稳定性和场景的适应性。

从已有的自动驾驶定位技术方案看，组合导航方案应用最多，以GNSS+IMU技术为基础，在考虑成本、使用环境等因素之后，结合一种或多种基于环境特征匹配的定位技术，如摄像头、雷达等，既实现了成本控制，也可以提高定位的稳定性和准确性。

佐思研表

主要自动驾驶乘用车采用的定位技术

虽然目前高精定位还没有一个统一的方案，但大部分改装的自动驾驶测试（乘用）车都采用组合定位方案，只是组合的形式各不相同，例如广汽为小马智行提供的测试车、比亚迪的测试车均采用GNSS+IMU+SLAM的定位方案、2020年4月上市的小鹏P7预装了GNSS+IMU+高精地图的定位系统、2020年6月最新发布的广汽新能源埃安LX则采用了GNSS+高精地图+传感器的定位方案。从主机厂自动驾驶汽车的量产规划看，组合定位技术将成为主流高精定位方案。

近年来，国内高精度卫星导航设备市场发展迅速，国外品牌垄断国内市场的局面彻底改变，据中国测绘学会统计国产设备市场份额已经超过50%，但其中车规级高精度卫星导航市场成熟度低，产品相对较少。因此，2020年连续发布两款车规级组合导航定位产品的北云科技备受业界关注。

北云科技最新推出的高精度组合导航板卡A1，基于北云科技自研的基带和射频芯片，集成了基于 RANSAC （Random Sample Consensus）的完好性监测和部分模糊度解算算法，在城市各种复杂、信号干扰等环境下的定位可用性、连续性及精度与国外产品相当，为行业提供了高性能、高性价比的国产替代选择。

A1主要参数及产品特点

自动驾驶等级越高对高精度定位技术要求越高。目前自动驾驶已经发展到L2和L3之间。其中L2已经达到了可量产的水平，而L3也在大跨步发展。2020年上半年，自动驾驶分级国家标准的落地之后，各主机厂相继发布了L3级自动驾驶的量产车型。一旦政策法规正式出台，L3级车辆将快速实现量产落地。而2020年4月日本已经正式允许L3级车辆上高速行驶了。

车道级定位能力可以帮助自动驾驶系统准确判断设计运行区域，决定自动驾驶功能在合适的时候进行交接。在相对定位方案失效的情况下，比如车道线不规则、车道线短暂覆盖、道路无明显标志物、弯道曲率过大，通过绝对定位技术和高精度地图数据，进行自动驾驶功能的决策。但是受价格、基础设施、技术等多种因素的限制，真正装车的高精度定位还比较少。

2020年6月23日，中国的北斗导航正式完成全球组网，政府推动路侧基础设施进一步完善。今年以来，我国新基建的步伐逐渐加快，国内多家企业或电信运营商已经完成了全国差分服务网（地基增强）的建设，比如四维图新与中国电信等共同成立的六分科技就是其中之一。未来高精度差分服务甚至包含在5G套餐中，不再单独收费。通过星基与地基增强可以实现厘米级定位，自动驾驶GNSS定位精度得到进一步提升，为组合导航技术提供有力的技术支持。

基础设施和技术方面的难题逐步得到缓解，但高昂的价格依然打击了厂商装车的热情，目前市场上高精定位方案的价格在几万到十几万之间，相当于一辆普通小车的市场价，所以很难真正实现装车量产，而且消费者也不愿承担这个成本的转嫁。

高精度定位价格高昂的主要原因在于核心技术被国外垄断，而中国能从高精度芯片做到多集成度产品的企业又很少。所以中国自动驾驶市场急需高性价比的高精度定位产品来替代国外产品，降低装车成本，这也是北云科技研发高精度组合导航板卡的初衷。

北斗高精定位领域老牌企业

研发实力不容小觑

高精度组合导航板卡A1诞生于怎样的研发团队呢？据悉北云科技的研发团队来自于北斗卫星导航系统的建设主力，在高精度卫星导航、多源融合定位等领域拥有深厚的技术积累和卓越的创新能力，已经成功申请相关国家发明专利三十多件，获得过4项科技进步一等奖。

北云科技自2013年推出第一款GNSS高精度定向板卡以来，已经实现了定位芯片、定位定向板卡以及组合导航板卡的自研。2020年北云科技进一步推出新一代GNSS高精度芯片alita，是全球首款支持北斗三号B2b信号的芯片。B2b信号未来将播发北斗三号和其他GNSS系统的精密轨道和钟差等改正参数，alita芯片借此可为用户提供PPP精密单点定位服务。

正是基于Alita芯片的强大性能，结合自研的GNSS射频芯片，北云进一步推出了A1系列高精度组合导航板卡，核心部件的自研使北云有效控制了研发成本。

2020年7月，北云科技与中南大学联手对北斗卫星系统进行了全面的测试，测试用的产品分别是2台北云科技基于自研芯片生产的C1接收机，和2台美国某知名品牌的R9接收机。测试结果显示，在长沙地区，利用北斗信号进行高精度定位的效果优于GPS，也进一步凸显了北斗定位技术的实力。

其实早在2018年北云科技的产品实力就在驾考市场凸显出来了。在北云与驾考龙头多伦科技合作初期，北云免费为多伦提供高精定位模组进行测试，经过实际使用之后多伦发现北云的产品高精度定位性能在某些方面还优于国外产品，而价格却比国外产品低了50%，由此才选择用北云的产品替换海外供应商的产品。

截止目前，北云已经为全国数万辆驾考汽车提供了高精度定位模组。由此北云奠定了在驾考领域的领先地位，接下来将全面发力自动驾驶汽车领域。

产品性能不输国外产品

价格仅在千元级别

北云推出的高精度定位板卡A1是目前全球最小尺寸的组合导航板卡，仅71x46mm。A1将GNSS和惯导系统进行深度耦合，进行优势互补，在信号失锁后仍然维持亚米级，甚至厘米级的精度，从而实现高精度、高可靠的定位。从北云官网报价看A1系列高精度定位板卡的市场价格为3980元，还不到国外同类产品价格的3%。

AI高精度定位板卡官方价格

高精度定位板卡A1具有小尺寸、深耦合、支持双天线定向与静态/低速对准等诸多特点。

A1主要特点

自研芯片成本可控

A1高精度组合导航板卡采用的是北云自主研发的Alita芯片、GNSS射频芯片和ADI提供的板载战术级惯性导航IMU。

A1采用北云科技自研芯片

除了自研芯片的成本比从外面采购的低2个数量级外，北云与ADI通过成战略合作的方式，共同打造低成本的组合导航板卡，又进一步降低了对外采购IMU的成本。

深耦合性能优异

A1将组合导航算法与基带芯片的信号处理算法进行深度耦合，将INS与基带信号结合进行参数估计，并利用INS导航参数协助信号捕获、载波环与码环的跟踪等，提升了信号捕获灵敏度、载波与伪距观测量精度，并能更好的消除多径影响，提高RTK模糊度解算成功率。

北云科技在实际测试中发现，采用同等价位的IMU（惯性单元）器件时，使用深耦合算法的产品相比使用松耦合算法的产品，在恶劣环境下（如高架桥、城市峡谷等环境）的性能表现要好6倍以上。此外，采用深耦合算法时，即使用更加便宜的器件也能实现高等级的高精度组合导航定位效果。而目前高精度组合导航厂商大部分没有高精度定位芯片设计能力，只能通过购买高精度定位模组搭配惯性导航实现“松耦合”组合导航算法。

信号跟踪算法提高高精定位可用性

相比普通的RTK接收机多用于静态场景，北云科技的接收机大规模应用于驾考驾培等车载领域，因此研发出了独特的高性能信号跟踪算法，不仅可以满足静态测量测绘的要求，而且针对车载动态场景进行了优化，在建筑物/树木林荫遮挡等导致的卫星信号频繁失锁重捕、多径干扰、信号衰弱等各种复杂环境中，仍然可以提供连续的高质量信号跟踪结果，从而提升高精度定位的可用性。

北云科技在发布产品之前，已经在开阔天空、城市峡谷、林荫道路、卫星信号干扰、地下停车场、高架桥、高架辅道以及隧道8个复杂典型场景对A1高精度组合导航板卡进行测试，并且与国外的一个高端品牌产品（测试结果用E1表示）进行对比测试。

A1组合导航板卡测试结果

测试结果显示：在长时间信号遮挡的环境中（如隧道、高架辅道、地下停车场等），A1受到的影响比较明显，位置、速度和方向的误差发散较快。但综合八大场景的测试结果看，A1在开阔环境、城市峡谷、林荫道路环境下，可以提供更加真实、可信的定位结果，综合性能表现优秀，可以更好的满足城市环境中自动驾驶需求。（相关测试数据可到北云科技官网下载）

北云科技的A1组合导航板卡可以应用在自动驾驶汽车、无人农机、低速自动驾驶车等产品上。凭借过硬的实力，已成功应用在希迪智驾的自动驾驶重卡、无人扫地车等产品上。

助力自动驾驶产业发展

据GSA统计全球车载导航市场的销量约4000万套，随着自动驾驶技术的进步，自动驾驶等级越来越高，对高性能的高精度组合导航模组需求你越大，预计未来几年市场需求还将进一步扩大。

目前，高级自动驾驶快速发展，L4级自动驾驶最有可能实现率先落地的场景是半封闭空间，如园区、港口等区域，这些场景主要是用低速自动驾驶车辆。从目前已经落地的方案看，仍然以组合定位技术为主，其中仙途智能、智行者均在GNSS+IMU的基础上，结合了一种基于环境特征匹配的定位技术。

此外，政策也在积极推动定位技术的发展。

国家层面2020年2月发布的《智能汽车创新发展战略》明确提出要充分利用已有北斗卫星导航定位基准站网，推动全国统一的高精度时空基准服务能力建设。

地方政府层面，江苏省在2020年4月发布的《江苏省智能交通建设实施方案》明确提出推进北斗高精度定位、电子车牌等技术在智能交通中的综合应用。

北云科技的AI组合导航板卡通过IMU弥补了RTK技术在城市车载应用上的局限性，不仅提高了车载定位的精度和稳定性，价格也远低于国外同类产品，可以有效降低高精度组合导航的装车成本，加快其在自动驾驶中的批量应用。由此预计在产业红利与政策红利的加持下，北云科技将迎来市场放量阶段。

如欲了解更多产品信息、获取产品报价可联系北云科技：

https://www.bynav.com/cn/products/gnss-ins-integration/a1.html?zuosi

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