車東西（公眾號(hào)：chedongxi）
文 | 俞岳
近年來(lái)，智能網(wǎng)聯(lián)汽車帶動(dòng)自動(dòng)駕駛量產(chǎn)加速，高等級(jí)自動(dòng)駕駛研發(fā)爆發(fā)性增長(zhǎng)，車內(nèi)的硬件也不再局限于動(dòng)力、車身、底盤(pán)系統(tǒng)，一個(gè)個(gè)聽(tīng)候指令、控制車輛的芯片正在成為車輛標(biāo)配。
在這背后，高精度定位扮演著重要的角色。傳統(tǒng)的誤差在十幾米的定位技術(shù)雖然可用，但在復(fù)雜的城市環(huán)境下就會(huì)暴露出體驗(yàn)不佳的問(wèn)題，在自動(dòng)駕駛中則完全無(wú)法滿足需求，行業(yè)內(nèi)對(duì)厘米級(jí)高精度定位的需求日益迫切。
長(zhǎng)期以來(lái)，高精度定位的硬件和算法技術(shù)（深耦合組合導(dǎo)航）都被外國(guó)公司壟斷，價(jià)格通常在數(shù)萬(wàn)元至數(shù)十萬(wàn)元不等，高昂的價(jià)格嚴(yán)重影響產(chǎn)業(yè)發(fā)展。同時(shí)，由于用戶規(guī)模較小，高精度定位地基增強(qiáng)站基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)度緩慢，收費(fèi)高昂，進(jìn)而制約了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
在這樣的背景下，高性能且價(jià)格厚道的國(guó)產(chǎn)高精度定位的硬件和算法技術(shù)就成為了行業(yè)的急需品。
近日，北云科技發(fā)布了A1系列高精度組合導(dǎo)航芯片模組，定位精度能夠在各種復(fù)雜環(huán)境中穩(wěn)定的達(dá)到厘米級(jí)。實(shí)際測(cè)試該產(chǎn)品的定位可用性、連續(xù)性及精度已經(jīng)和國(guó)外公司的產(chǎn)品相當(dāng)，在遮擋、干擾環(huán)境下依然可以提供可靠的高精度定位，為高精度定位產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了國(guó)產(chǎn)替代性選項(xiàng)。
▲北云科技A1系列高精度組合導(dǎo)航模組
那么，北云科技是如何做到在保持高精度定位性能的同時(shí)，降低整體價(jià)格的呢？北云科技的研發(fā)團(tuán)隊(duì)又是怎樣使高精度定位芯片不再受制于人的呢？北云科技CEO向?yàn)榻饷芰诉@一重大突破背后的故事。
一、高精度定位成智能汽車量產(chǎn)攔路虎?急需國(guó)產(chǎn)替代
目前，我國(guó)智能汽車產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展。根據(jù)《汽車產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》、《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》等國(guó)家規(guī)劃，到今年，我國(guó)市場(chǎng)中L1/L2/L3級(jí)別自動(dòng)駕駛新車裝配率將達(dá)到50%；到2025年，各級(jí)別自動(dòng)駕駛新車裝配率將達(dá)到80%，其中L2、L3級(jí)別為50%，L4級(jí)別自動(dòng)駕駛開(kāi)始進(jìn)入市場(chǎng)。
在當(dāng)下，智能網(wǎng)聯(lián)汽車如果擁有高精度定位，就可以實(shí)現(xiàn)車道級(jí)別導(dǎo)航，同時(shí)在進(jìn)行路線規(guī)劃等動(dòng)作時(shí)能夠更加精準(zhǔn)。用戶也可避免因定位不準(zhǔn)導(dǎo)致在高架橋下、城市峽谷中迷路，找不到目的地的情況。
對(duì)于未來(lái)出行，高精度定位則讓自動(dòng)駕駛更可靠。L2級(jí)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的量產(chǎn)早已不是難題，搭配高精度定位，在安全性和可靠性方面都將得到更大的提升。凱迪拉克的Super Cruise（超級(jí)巡航）就配備了高精度定位，同時(shí)輔以高精地圖，讓凱迪拉克的超級(jí)巡航成為全球第一個(gè)允許駕駛員松開(kāi)雙手的L2級(jí)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)。
高精度定位雖然能極大提升自動(dòng)駕駛的可靠性，但此前鮮有上車案例。價(jià)格、技術(shù)、基礎(chǔ)設(shè)施三大困境制約著高精度定位的大規(guī)模應(yīng)用。
不過(guò)，隨著北斗定位系統(tǒng)完全建成、地基增強(qiáng)站基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善，5G網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模建設(shè)，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不足的矛盾正在逐漸得到解決。
但價(jià)格依然是高精度定位上車面前的一座大山。據(jù)國(guó)內(nèi)多家L4級(jí)自動(dòng)駕駛研發(fā)團(tuán)隊(duì)專家介紹，高精度定位解決方案前些年高達(dá)幾十萬(wàn)元，近年來(lái)價(jià)格有所下降。其中，普通產(chǎn)品價(jià)格在數(shù)萬(wàn)元，高端產(chǎn)品則超過(guò)十萬(wàn)。這樣的價(jià)格，依然讓高精度定位無(wú)法成為新車的標(biāo)配。
即便如此，還是有許多整車廠沒(méi)有讓高精度定位上車，原因在于，高精度定位的解決方案基本由外國(guó)企業(yè)壟斷，業(yè)內(nèi)同時(shí)精通導(dǎo)航基帶信號(hào)處理、高精度RTK算法、慣性導(dǎo)航算法、射頻與數(shù)字芯片設(shè)計(jì)等各方面技術(shù)并有能力自主完成深耦合導(dǎo)航算法的公司少之又少，高精度定位解決方案的價(jià)格極高。
無(wú)人車的快速發(fā)展，急需高性能且價(jià)格低廉的替代品，國(guó)產(chǎn)解決方案迎來(lái)了發(fā)展良機(jī)。
二、北云科技推低成本解決方案?性能追趕國(guó)際大廠
正是在這樣的背景下，北云科技近日發(fā)布了一款基于自研ASIC芯片的高精度組合導(dǎo)航模組，集成深耦合組合導(dǎo)航算法引擎，能夠在各種苛刻環(huán)境下提供連續(xù)、穩(wěn)定、可信的實(shí)時(shí)高精度位置與姿態(tài)信息。根據(jù)北云科技官網(wǎng)公布的價(jià)格，A1系列高精度組合導(dǎo)航模組的零售價(jià)為3980元，價(jià)格不到國(guó)外同檔次產(chǎn)品的3%。
▲北云科技A1系列高精度組合導(dǎo)航模組，售價(jià)3980元起
與國(guó)外動(dòng)輒幾萬(wàn)甚至幾十萬(wàn)的高精度組合導(dǎo)航產(chǎn)品相比，北云科技堪稱“價(jià)格屠夫”，將有可能快速提升高精度定位的普及率。
一家創(chuàng)業(yè)公司憑什么大幅度拉低高精度組合導(dǎo)航模組的價(jià)格？北云科技CEO向?yàn)橥嘎读吮澈蟮娜齻€(gè)秘密。
第一，北云科技有著自主研發(fā)并設(shè)計(jì)高精度定位芯片的能力。A1系列高精度組合導(dǎo)航模組中的基帶芯片Alita與射頻芯片Ripley由北云科技的工程師自主設(shè)計(jì)研發(fā)。自主研發(fā)的芯片成本比使用海外廠商的芯片模組成本低2個(gè)數(shù)量級(jí)，在芯片層面就降低了成本。
▲北云科技自主研發(fā)射頻和基帶芯片
第二，北云科技的組合導(dǎo)航芯片采用了深耦合算法。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，擁有深耦合算法的廠商一定需要有高精度定位芯片的設(shè)計(jì)能力，算法要深入到芯片底層的信號(hào)處理環(huán)路、定位引擎中的RTK模糊度解算。目前，高精度組合導(dǎo)航廠商大部分沒(méi)有高精度定位芯片設(shè)計(jì)能力，只能通過(guò)購(gòu)買(mǎi)高精度定位模組搭配慣性導(dǎo)航實(shí)現(xiàn)“松耦合”組合導(dǎo)航算法。
向?yàn)楸硎?，?shí)際測(cè)試發(fā)現(xiàn)，采用同等價(jià)位的IMU（慣性單元）器件時(shí)，使用深耦合算法的產(chǎn)品相比使用松耦合算法的產(chǎn)品，在惡劣環(huán)境下（如高架橋、城市峽谷等環(huán)境）的性能表現(xiàn)要好6倍以上。此外，采用深耦合算法時(shí)，即使用更加便宜的器件也能實(shí)現(xiàn)高等級(jí)的高精度組合導(dǎo)航定位效果。
第三，北云科技和全球知名MEMS慣性導(dǎo)航器件廠商達(dá)成了戰(zhàn)略合作。北云科技與愛(ài)普生、ADI等慣性導(dǎo)航器件廠商達(dá)成了戰(zhàn)略合作，針對(duì)海量車載市場(chǎng)共同發(fā)布低成本的組合導(dǎo)航產(chǎn)品，讓模組總體成本再次降低。
在實(shí)際的測(cè)試中，北云科技的高精度組合導(dǎo)航模組的性能與國(guó)際頂尖品牌產(chǎn)品相比如何呢？
從國(guó)內(nèi)自動(dòng)駕駛公司的測(cè)試來(lái)看，在空曠的環(huán)境下，各個(gè)高精度定位供應(yīng)商的定位穩(wěn)定性和精準(zhǔn)度都相差不大，真正能拉開(kāi)差距的是在干擾、遮擋等復(fù)雜條件下。
在發(fā)布之前，圍繞開(kāi)闊天空、城市峽谷、林蔭道路、衛(wèi)星信號(hào)干擾、地下停車場(chǎng)、高架橋、高架輔道以及隧道8個(gè)復(fù)雜典型場(chǎng)景，北云科技將搭載了A1高精組合導(dǎo)航模組的組合導(dǎo)航系統(tǒng)X1與加拿大一頂級(jí)品牌產(chǎn)品（以下使用E1表示）進(jìn)行了對(duì)比測(cè)試。
▲八大典型復(fù)雜場(chǎng)景及測(cè)試結(jié)果
從北云科技提供的測(cè)試結(jié)果來(lái)看， A1系列高精度組合導(dǎo)航模組不但在開(kāi)闊天空下的表現(xiàn)良好，在城市峽谷、林蔭路、高架橋、隧道、停車場(chǎng)、高架橋輔道以及有信號(hào)干擾的路段表現(xiàn)都與這一國(guó)際頂尖品牌的產(chǎn)品相當(dāng)，穩(wěn)定性、可用性與精度都保持在很高水準(zhǔn)。
國(guó)內(nèi)自動(dòng)駕駛公司希迪智駕常務(wù)副總經(jīng)理應(yīng)龍表示：“組合導(dǎo)航產(chǎn)品是自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)鏈中的重要一環(huán)，我們?cè)趲啄昵熬烷_(kāi)始布局，與北云科技合作組合導(dǎo)航項(xiàng)目。北云科技的組合導(dǎo)航產(chǎn)品已經(jīng)應(yīng)用在我們的無(wú)人掃地車、自動(dòng)駕駛重卡等產(chǎn)品中，性能能夠媲美國(guó)外價(jià)格高達(dá)十多萬(wàn)的產(chǎn)品?！?/p>
▲CIDI希迪智駕的無(wú)人掃地車和自動(dòng)駕駛重卡正在使用北云科技的高精度組合導(dǎo)航模組
今年8月，中國(guó)科協(xié)還發(fā)布了2020十個(gè)工程技術(shù)難題，其中之一就是“無(wú)人車如何實(shí)現(xiàn)在衛(wèi)星不可用條件下的高精度智能導(dǎo)航？”可以說(shuō)，北云科技的這一組合導(dǎo)航模組已經(jīng)部分解決了這一工程技術(shù)難題。
北云科技A1系列高精度組合導(dǎo)航模組正在部署汽車質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)IATF16949和ISO 26262汽車功能安全標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，未來(lái)將廣泛用于汽車市場(chǎng)。
三、芯片設(shè)計(jì)+組合導(dǎo)航全都自主研發(fā)?老牌高精度定位團(tuán)隊(duì)解決成本難題
性能上叫板進(jìn)口產(chǎn)品，價(jià)格卻下探了幾個(gè)數(shù)量級(jí)，A1系列高精度組合導(dǎo)航模組背后是一個(gè)怎樣的研發(fā)團(tuán)隊(duì)呢？
據(jù)向?yàn)榻榻B，北云科技團(tuán)隊(duì)規(guī)模超過(guò)50人，大部分都是研發(fā)人員。核心研發(fā)骨干來(lái)自北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)團(tuán)隊(duì)，研究導(dǎo)航定位技術(shù)超過(guò)18年，長(zhǎng)期專注于研發(fā)高精度定位算法、芯片及模組，在高精度衛(wèi)星導(dǎo)航、多源融合定位等領(lǐng)域擁有深厚的技術(shù)積累和卓越的創(chuàng)新能力。團(tuán)隊(duì)曾獲得4項(xiàng)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)和30多項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利授權(quán)。
北云科技研發(fā)團(tuán)隊(duì)經(jīng)歷了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)的洗禮，對(duì)北斗導(dǎo)航信號(hào)體制的優(yōu)勢(shì)了然與胸，做出的高精度定位芯片有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，可以說(shuō)，北云科技“更懂北斗”。
今年中南大學(xué)發(fā)布了北斗與GPS的高精度定位對(duì)比測(cè)試報(bào)告，就利用北云科技的模組與美國(guó)知名測(cè)繪公司的模組進(jìn)行了高精度定位精度對(duì)比測(cè)試。結(jié)果顯示，在長(zhǎng)沙地區(qū)，利用北斗信號(hào)進(jìn)行高精度定位的效果優(yōu)于GPS。
“不久前，北斗全球定位系統(tǒng)組網(wǎng)完成并投入運(yùn)營(yíng)，但測(cè)繪行業(yè)中一部分人對(duì)北斗信號(hào)的精度與穩(wěn)定性還心存疑慮，更愿意相信GPS信號(hào)?！敝心洗髮W(xué)研究生院副院長(zhǎng)、湖南省測(cè)繪學(xué)會(huì)理事戴吾蛟教授說(shuō)，“因此我們聯(lián)合國(guó)內(nèi)高精度定位芯片模組制造商——湖南北云科技有限公司，一起對(duì)北斗與GPS的信號(hào)質(zhì)量、RTK定位精度進(jìn)行了較全面的測(cè)試。整個(gè)測(cè)試耗時(shí)3周，選取了6個(gè)典型場(chǎng)景，相關(guān)的測(cè)試數(shù)據(jù)全部上傳到網(wǎng)絡(luò)可供下載。測(cè)試結(jié)果顯示，在長(zhǎng)沙地區(qū)，利用北斗信號(hào)進(jìn)行高精度定位的效果優(yōu)于GPS?！?/p>
而與駕考龍頭企業(yè)的合作效果也進(jìn)一步印證了北云科技來(lái)自北斗的團(tuán)隊(duì)的強(qiáng)大研發(fā)能力。
北云科技從2018年和駕考龍頭企業(yè)多倫科技達(dá)成合作，多倫科技旗下的駕考車輛已經(jīng)全面采用北云科技提供的高精度定位模組。
向?yàn)榻榻B說(shuō)，與駕考集成商的合作的初期，也并非一帆風(fēng)順。當(dāng)時(shí)，以多倫為代表的駕考集成商特別注重產(chǎn)品品質(zhì)，全部采用海外品牌的高精度定位解決方案，如果更換為國(guó)內(nèi)的解決方案，雖然硬件成本能夠大幅度降低，但兩種產(chǎn)品切換需要重新適配，還存在產(chǎn)品可靠性風(fēng)險(xiǎn)，許多國(guó)內(nèi)廠商并不想花精力更換供應(yīng)商。
在發(fā)現(xiàn)這個(gè)情況后，北云科技就向駕考集成商免費(fèi)提供測(cè)試產(chǎn)品。駕考集成商實(shí)際測(cè)試發(fā)現(xiàn)，在高精度定位的性能上，北云科技的產(chǎn)品并不差，有些數(shù)據(jù)還能超過(guò)海外供應(yīng)商的產(chǎn)品。而在價(jià)格方面，北云科技的駕考高精度定位解決方案比國(guó)外產(chǎn)品低了50%，這就讓駕考集成商更愿意使用北云科技的高精度定位產(chǎn)品。
▲北云科技與多倫科技達(dá)成合作
在兩年多的時(shí)間里，北云科技的數(shù)萬(wàn)臺(tái)高精度定位模組在全國(guó)各地的駕考汽車上持續(xù)運(yùn)行，經(jīng)過(guò)了大規(guī)模車載場(chǎng)景打磨與可靠性驗(yàn)證。可以說(shuō)，相比傳統(tǒng)測(cè)繪行業(yè)的高精度定位企業(yè)，北云科技“更懂車載定位”。
不過(guò)，“拿下”駕考市場(chǎng)只是北云科技的一個(gè)階段成果，更大的目標(biāo)則是打入汽車市場(chǎng)以及自動(dòng)駕駛、智慧交通等行業(yè)。
四、助力車載導(dǎo)航定位精度全面提升 沖擊百億市場(chǎng)規(guī)模
根據(jù)研究機(jī)構(gòu)European Global Navigation Satellite Systems Agency的市場(chǎng)報(bào)告，2019年，車載導(dǎo)航市場(chǎng)為4000萬(wàn)套。隨著高精度定位成本下降，車載普通定位會(huì)逐漸升級(jí)為高精度定位，市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到百億級(jí)別。
如今，L2級(jí)自動(dòng)駕駛的量產(chǎn)也早已不是難題，這一駕駛輔助功能已經(jīng)普及到20萬(wàn)以內(nèi)的量產(chǎn)車上。對(duì)量產(chǎn)車廠來(lái)說(shuō)，高精度定位技術(shù)可以協(xié)助量產(chǎn)自動(dòng)駕駛再上一個(gè)臺(tái)階，實(shí)現(xiàn)車道級(jí)的導(dǎo)航與自動(dòng)駕駛，甚至允許駕駛員完全松開(kāi)雙手。
使用了高精度導(dǎo)航的量產(chǎn)車，或許在未來(lái)還能不斷增加自動(dòng)駕駛功能，提升自動(dòng)駕駛能力。
除此之外，高等級(jí)自動(dòng)駕駛研發(fā)正處于快速增長(zhǎng)期。L4級(jí)自動(dòng)駕駛研發(fā)所帶來(lái)的前景十分廣闊，除了無(wú)人出租車，還有無(wú)人農(nóng)機(jī)、無(wú)人環(huán)衛(wèi)、無(wú)人配送、無(wú)人貨運(yùn)、無(wú)人巡檢等多種場(chǎng)景的應(yīng)用。以北云科技為代表的企業(yè)通過(guò)高性能低價(jià)格的高精度定位產(chǎn)品將進(jìn)一步加速自動(dòng)駕駛的普及。
實(shí)際上，不僅是行業(yè)內(nèi)愈加重視高精度定位可能帶來(lái)的紅利，國(guó)家也出臺(tái)了一系列政策積極引導(dǎo)高精度定位行業(yè)發(fā)展。
今年2月，發(fā)改委、工信部等11部委聯(lián)合印發(fā)的《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》（以下簡(jiǎn)稱《戰(zhàn)略》）中，也強(qiáng)調(diào)了要加強(qiáng)導(dǎo)航定位能力。
▲十一部委聯(lián)合印發(fā)《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》
《戰(zhàn)略》指出，要充分利用已有北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位基準(zhǔn)站網(wǎng)，推動(dòng)全國(guó)統(tǒng)一的高精度時(shí)空基準(zhǔn)服務(wù)能力建設(shè)。加強(qiáng)導(dǎo)航系統(tǒng)和通信系統(tǒng)融合，建設(shè)多源導(dǎo)航平臺(tái)。
《戰(zhàn)略》還提到，要建設(shè)覆蓋全國(guó)路網(wǎng)的道路交通地理信息系統(tǒng)。開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的智能汽車基礎(chǔ)地圖，建立完善包含路網(wǎng)信息的地理信息系統(tǒng)，提供實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)。制作并優(yōu)化智能汽車基礎(chǔ)地圖信息庫(kù)模型與結(jié)構(gòu)，推動(dòng)建立智能汽車基礎(chǔ)地圖數(shù)據(jù)和衛(wèi)星遙感影像數(shù)據(jù)共享機(jī)制，構(gòu)建道路交通地理信息系統(tǒng)快速動(dòng)態(tài)更新和在線服務(wù)體系。
同時(shí)，今年以來(lái)，我國(guó)新基建的步伐逐漸加快，對(duì)于高精度定位行業(yè)來(lái)說(shuō)，其中重要一環(huán)就是建立高精度定位的地面增強(qiáng)站。國(guó)內(nèi)多家企業(yè)或電信運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)完成了全國(guó)差分服務(wù)網(wǎng)的建設(shè)，比如四維圖新與中國(guó)電信等共同成立的六分科技就是其中之一。未來(lái)高精度差分服務(wù)甚至包含在5G套餐中，不再單獨(dú)收費(fèi)。這些都為高精度衛(wèi)星定位的大規(guī)模商用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
在市場(chǎng)需求的快速驅(qū)動(dòng)和國(guó)產(chǎn)替代的大背景下，由于射頻芯片和基帶芯片全部自主設(shè)計(jì)，預(yù)計(jì)北云科技A1系列產(chǎn)品將迎來(lái)快速落地的良機(jī)。面向未來(lái)的芯片設(shè)計(jì)，使得北云科技的研發(fā)實(shí)力愈加強(qiáng)大，成為高精度定位芯片研發(fā)的領(lǐng)跑者更是指日可待。
