高精度定位研究:城市NOA驱动下的高精度定位发展趋势

自动驾驶正从高速noa向城市noa快速推进,对高精度定位的技术要求也在不断提升,主要体现在以下几个方面:
1
精度要求更高:城市车道多变,交通流复杂,尤其是要在城市十字路口等复杂地段实现城市noa,高精度定位精度需达到厘米级;
2
引入ppp-rtk:从算法层面统一了ppp和rtk技术,可实现快速、实时的高精度定位。而且ppp-rtk可支持卫星播发和移动通信两种方式,其中卫星播发可以使用低轨卫星;
3
双频rtk是主流:双频rtk经过多年的迭代已在行业内达成共识,且双频rtk可以实现更高精度的定位,对城市noa技术的发展十分重要;
4
深耦合算法更具优势:相较于松耦合和紧耦合技术,深耦合可以有效提升组合导航的精度和可靠性,尤其是在城市高架环岛等恶劣的环境下,可有效缩小定位误差;
5
低轨卫星入局:在城市场景下,经常出现高楼、高架等信号遮挡场景,使用低轨卫星可以增强信号的覆盖,进一步提升卫星信号的可靠性。
低轨卫星入局自动驾驶,助力高精度定位精度提升
低轨卫星在自动驾驶乃至智慧交通、智慧城市领域具有一定的优势,例如在信号不稳定的偏远地区,可以解决定位精度不够和实时在线的问题。
在杭州第19届亚运会和杭州第4届亚残运会期间,时空道宇以航天科技护“杭”亚运,提供了为期近2个月稳定、安全、不间断的卫星应用服务。2023年9月3日,吉利向亚组委交付了2000多辆官方指定用车,这些车辆配备了吉利旗下时空道宇提供的高精定位产品。依托高精定位产品及服务,每一辆亚运会官方指定用车的位置信息实时、准确地显示在亚组委交通指挥中心的地图上,实现车辆精准管理与调度,保障亚运会官方指定用车出行安全。此外,部分车辆配备了时空道宇卫星通信终端,通过卫星通信功能,为出行更添保障。
时空道宇:吉利控股集团旗下科技创新企业,是国内唯一实现商业闭环的民营商业航天企业,已实现车载卫星应用产品及服务规模化落地。2022年6月成功发射自主研发的“吉利未来出行星座”首轨九星。   时空道宇未来出行星座,基于自研低轨卫星系统及星座地基数据站网,构建智能时空底座,充分利用北斗三号系统,提供行业领先的星基高精定位服务和卫星通信服务。   在高精定位领域,时空道宇星基高精定位服务已实现全球首次规模化上车。在自动驾驶典型路线内,时空道宇星基高精定位服务的定位精度优于10厘米(cep95),高于行业内20厘米(cep95)的水准,达到国际领先水平。
时空道宇高精度定位服务流程
来源:时空道宇
在卫星通信领域,时空道宇自研全球首款量产车载卫星通信终端吉时寻实现规模化量产应用,率先配备于极氪 001 fr,提供双向卫星消息和卫星通话服务。此外,在装车形态方面,时空道宇开发了“车-端”一体化设计的高通量卫星互联网终端,通过相控阵技术,能够隐藏到车辆现有的造型中,不需要凸出天线。目前,时空道宇的卫星通信车载一体化玻璃天线也已完成测试,未来车辆的天窗就能变成集各类通信能力于一身的天线。
时空道宇依托未来出行星座核心技术,及自主研发能力,已经完成数据与算法服务、芯片-模组-终端产品、行业解决方案等全栈软硬一体化产品矩阵打造,广泛应用于新能源汽车、无人机等消费类电子及公共服务领域,已构建完备的研发质量管理体系,实现软、硬件从需求导入开始、再到项目立项、技术研发、测试验收及量产交付的全链路管理,加速商业应用闭环。
p-box开启批量装车,各大厂商争抢市场份额
从高精度定位的装车形态看,目前有gnss与imu分开装车的,有将gnss与imu集成到独立盒子(p-box)的,也有将gnss和imu直接贴到域控制器里的。由于p-box会在产品出厂前进行标定,具有工艺成熟、成本低等特点,是目前车企高精度定位产品的高性价比之选,目前已进入量产交付期。预计未来一段时间内,p-box会逐渐成为高精度定位装车的主流形态。
国内主流的p-box供应商如导远电子、戴世智能已经实现p-box的装车量产。目前,导远电子在p-box市场占据主流地位,已经实现在自主品牌上的大量装车案例:
广汽埃安旗下高端豪华品牌hyper昊铂的王牌车型昊铂gt搭载了导远高精度组合定位系统,实现全域厘米级的车辆高精度定位技术;
理想 “ad max智能驾驶系统” 搭载了导远电子研发的高精度组合导航定位系统p-box;
吉利发布的博越l搭载了导远电子的高精度组合定位系统p-box;
长安深蓝sl03的nid3.0高阶智能辅助驾驶搭载了导远电子的高精度组合定位系统p-box。
来源:导远电子
老牌p-box供应商订单频频,也吸引了更多厂商入局。
部分p-box新入局厂商
来源:佐思汽研《2023-2024年高精度定位行业研究报告》
诚芯智联:诚迈科技和同益股份(同益伟创)共同成立的合资公司,也是地平线的生态合作伙伴。公司于2023年5月发布了为l2以上车型打造的高精度定位p-box产品,多源信号融合、定位精度业内领先,超高性能、车规级交付。
面向下一代电子电气架构的高精度定位方案
未来汽车电子电气架构往中央集成发展是大趋势,所以部分厂商在布局p-box的同时也在积极开发定位模组集成到域控制器的产品。
此外,整车硬件成本的下降也是主机厂追求的主要方向,那么利用域控做集成,降低对硬件的要求,将算法的复杂度提升,最终实现成本控制的目标。
目前将高精度定位硬件集成到域控制器主要有几种方式:

单独将imu集成到域控板;

将gnss和imu分开集成到域控板;

将gnss和imu组成的模组集成到域控板。
2023年4月,图森未来就推出了域控集中式大感知盒子ts-box,是基于商用车运营工况设计,但同时支持商用车和乘用车场景,预计2024年实现量产交付。
图森未来的ts-box整合图森自研的自动驾驶域控制器、4d雷达解决方案、集中式rtk-gnss/ins定位模块和感知与定位融合算法。相对于独立采购各个零部件,ts-box 整体成本下降了25%左右。
图森未来ts-box
来源:图森未来
佐思汽研《2023-2024年高精度定位行业研究报告》主要研究内容如下:  
自动驾驶高精度定位产业政策标准、市场规模、市场格局等研究;
自动驾驶高精度定位主要技术(gnss、imu、gnss+imu的组合定位)供应商格局、技术趋势等研究;
自动驾驶高精度定位技术主要发展趋势,包括融合算法、ppp-rtk、低轨卫星等研究;
自动驾驶高精度定位在车端的集成新形式、主机厂的装车情况、装车规模等研究;
高精度定位在自动驾驶领域的主要应用场景分类,如高速noa,城市noa,avp,无人配送,自动驾驶卡车等研究;
高精度定位基础服务公司的技术布局、发展情况等研究;
高精度定位模块供应商公司简介、产品布局、技术现状、产品应用等研究。

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