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作為自動駕駛安全的基礎，高精度定位的重要性毋庸置疑，特別是基于IMU、GNSS信號、視覺感知系統(tǒng)、高精度地圖等的融合定位技術(shù)，由于可以實現(xiàn)更高的定位精度和冗余性，提升車輛在各類場景中的通過率，正成為行業(yè)的主流選擇。
為了更好地滿足自動駕駛領域?qū)Χㄎ坏母邩藴?、嚴要求，?021上海車展上，國內(nèi)前沿的組合定位技術(shù)供應商導遠電子宣布推出高精度地圖盒子。該產(chǎn)品通過融合IMU、RTK、車速、ADAS相機、高精地圖數(shù)據(jù)等，可以實現(xiàn)車道級定位，并提供2km預見性巡航能力，為高級輔助駕駛系統(tǒng)提供決策依據(jù)，助力L2+自動駕駛功能的研發(fā)。
打造高可靠自動駕駛系統(tǒng)，融合定位不可或缺
隨著L1、L2自動駕駛逐漸進入規(guī)?；瘧茫琇3、L4也開始拉開量產(chǎn)大幕，如何評價這些自動駕駛系統(tǒng)是否真的好用，成了亟待解決的問題。
對此，業(yè)界提出了一些評價指標，比如美國加州車輛管理局(DMV)歷年發(fā)布的自動駕駛接管報告中的MPI，即每兩次人工干預之間行駛的平均里程數(shù)，以及小鵬汽車前段時間針對NGP發(fā)起的 3000km遠征挑戰(zhàn)中所提到的百公里平均接管次數(shù)、變道超車成功率、進出匝道成功率和隧道通過成功率，均是常見的衡量自動駕駛系統(tǒng)運行性能的重要指標。
尤其是在隧道、地庫這樣特殊的場景中，因光線變化，以及GPS信號等的遮擋，很容易對感知系統(tǒng)造成困擾，進而影響駕駛安全，最是能考驗自動駕駛系統(tǒng)的整體性能。而隧道又是國內(nèi)高頻駕駛場景之一，因而成了業(yè)界關注的重點，比如小鵬P7此次就將隧道通過成功率作為了考驗其NGP性能的重要指標之一。
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，由于在任何一個駕駛場景中，自動駕駛汽車要安全駕駛都必須準確感知自己的車道級位置信息，才能更好地預判并防范風險，正逐漸成為自動駕駛汽車的基礎能力之一。
更何況無論目前已經(jīng)在量產(chǎn)車上應用的輔助駕駛系統(tǒng)，還是有望在未來幾年逐漸投入商業(yè)化應用的L3、L4自動駕駛汽車，其實都是有設計運行域ODD的，車輛只有在ODD內(nèi)運行，才可以啟動自動駕駛系統(tǒng)，這背后高精度定位同樣是關鍵的技術(shù)支撐。如果缺乏精準的位置感知，車輛便無法準確判斷何時應該開啟自動駕駛系統(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。
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GPS進行導航定位的基礎上，提出了基于RTK的GNSS與視覺感知以及慣導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觀測量和信息來源本身的局限性，提升定位的精準度，同時賦予用戶更好的智能駕駛體驗。
此前大量案例證明，單一的定位技術(shù)確實難以滿足自動駕駛的高安全性。譬如RTK和PPP-RTK，容易受到電離層狀態(tài)、多路徑、網(wǎng)絡服務覆蓋和遮擋的影響，攝像頭、雷達等車載傳感器在用于定位時，也容易受外部環(huán)境的影響而出現(xiàn)性能下降。但如果同時加上高精度的IMU，則可以通過航位推算實現(xiàn)持續(xù)且精準的位置輸出，并交叉比較多種定位算法的結(jié)果，實時剔除錯誤的觀測量，起到“裁判“的作用，這是實現(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、橫向的擺動角速度，以及縱、橫向和垂直加速度等信號，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，即便在復雜場景下仍能準確完成測量，可謂保障自動駕駛安全的最后一道屏障。
比如導遠電子的高精組合導航系統(tǒng)(INS)，作為專為自動駕駛車輛設計的組合導航，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(PVAT)等信息。甚至在隧道和地下停車場等特殊場景，也能精準定位，可支持高速駕駛輔助、動態(tài)地圖匹配、擁堵輔助、自動泊車等多種應用。
導遠電子推高精度地圖盒子，賦能L2+自動駕駛研發(fā)
作為專注于自動駕駛的高精度融合定位系統(tǒng)解決方案提供商，導遠電子多年來一直致力于研制車規(guī)級高精度慣性傳感器和行業(yè)前沿的定位算法，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準的高精度定位產(chǎn)品，定點主流主機廠超過20+款乘用車和商用車車型。
在剛剛開幕的2021上海車展上，導遠電子再次迎來重大突破——正式推出了其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，此次導遠電子新推出的高精度地圖盒子在以往融合了MEMS高精度慣性導航數(shù)據(jù)、高精度衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)等的基礎上，進一步加入了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L2+高速領航駕駛、AVP自動代客泊車、PCC商用車預見性巡航及眾包地圖采集和構(gòu)建等提供精準的參考。
特別是通過新加入的高精地圖與高精度定位的匹配，可以幫助自動駕駛汽車獲得超普通車載傳感器探測距離的感知能力，拓展多種復雜功能場景ODD。即便在GNSS和車道線檢測均不能使用的情況下，導遠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)自動駕駛，并能滿足功能安全的要求。據(jù)導遠電子介紹，該產(chǎn)品的高清地圖數(shù)據(jù)已覆蓋全國高速和城市快速路段。
以對精準定位能力要求相對較高的自動代客泊車AVP為例，由于AVP的應用場景很大一部分是在地庫中，該場景不僅結(jié)構(gòu)多樣，坡度彎道復雜，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，實際應用過程中常面臨諸多風險點。
但與高精度IMU和地圖數(shù)據(jù)融合后，可以很好地彌補前述不足，在車位地圖構(gòu)建階段，就利用航位推算(DR)以及相機車位識別的結(jié)合準確測繪行駛軌跡和車位位置，并在自動代客泊車過程中，通過多種定位技術(shù)的融合順利引導車輛尋找車位或行駛到目標車位。
不僅如此，該地圖盒子還可以用于實現(xiàn)地圖更新、眾包地圖以及實時路況修正。目前來看，要進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，即通過安裝在車上的視覺攝像頭或激光雷達等傳感器，實時檢測道路交通環(huán)境，并將車道線、交通標識等重要信息打上位置標簽后上傳到云端，通過多車眾包形成可更新的圖層，再下發(fā)更新給其他車輛，實現(xiàn)地圖數(shù)據(jù)的快速更新。
在此過程中，實時獲取車輛本身的準確位置信息尤為關鍵，因為直接關系到目標位置的定位精度，而一旦定位精度較低，直接影響的就是自動駕駛安全。在高精地圖構(gòu)建過程中，如果車輛的定位精度不夠，還會帶來更高的地圖構(gòu)建成本。導遠電子的高精度地圖盒子，通過融合多種定位信息，可以很好地解決上述問題。
“如果是通過人工智能去解決智能駕駛的話，理論上感知加慣導的技術(shù)路線是一個很好的方向。人類通過幾百萬年的進化，最終是憑借一雙眼睛和半規(guī)管小腦等器官來保證日常的活動，而IMU之于自動駕駛，就類似于仿真人體學里面的小腦的功能。”對于高精度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)中位置精度和相對位置精度的聚合，并成為未來數(shù)據(jù)或者軟件上車重要入口。“從這個角度考慮，我們希望未來可以繼續(xù)和導遠電子深化合作，更好地賦能自動駕駛落地。” 劉奮表示。
當前，ADAS正快速向高級別自動駕駛進階，在此過程中，高精度融合定位技術(shù)發(fā)揮的作用也越來越重要，特別是在提升駕駛安全性、優(yōu)化智能駕駛體驗方面，高精度融合定位已經(jīng)成了一項基礎配置，在越來越多的自動駕駛系統(tǒng)中搭載。比如小鵬汽車剛剛發(fā)布的P5、蔚來汽車ET7以及滴滴的雙子星自動駕駛硬件平臺等，均采用了融合高精度定位單元、高清攝像頭、毫米波雷達等的多源融合定位解決方案，提升車輛的場景適應性，使自動駕駛系統(tǒng)達到更高的安全等級。
“未來，我們將繼續(xù)深耕高精度融合定位技術(shù)的，以更好地推動公司‘讓每一個人不論何時何地都能享受高精度定位帶來的安全和便利’愿景的實現(xiàn)。”談及長遠的發(fā)展目標，導遠電子董事長兼CEO李榮熙表示。
(原標題：導遠電子發(fā)布高精度地圖盒子，助力自動駕駛再進階)
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