01
车载高精定位行业现状分析
多技术组合定位逐渐成为趋势方案
随着自动驾驶等级不断提高,高精定位成为了必要性需求,将卫星定位、惯性定位、环境感知三种主流定位技术优势互补,形成深层次多技术融合方案逐渐成为了高精定位方案演进趋势;目前市场是最广泛应用的卫惯组合定位方案
自动驾驶的导航规划可以主要分为三个阶段:路线级规划、车道级规划和自动驾驶。路线级规划是通过电子导航地图确定具体行驶路线,导航内容有交通方式、路线距离、交通状况等,是从点到点的粗略规划;车道级规划是需要根据给定的路线确定具体的形式方案,包括车辆起步和停止、速度限制、车道保持与变道、车道坡度等;自动驾驶则是系统根据具体的行驶方案控制汽车。
在路线级规划之后的发展阶段,高精定位需求是显而易见的。目前行业内共识的组合方案的是由GNSS单元、RTK定位确定绝对位置,IMU(惯性测量单元)确定相对位置,同时,高精地图与激光雷达、摄像头等感知设备用于环境感知。车辆从“ GNSS + RTK + IMU ”定位组合中获得车辆位置的预测值,从高精地图中获取该位里附近的环境特征,之后将扫描识别的环境特征与高精地图记述的环境特征做匹配融合,获取车辆当前场景下精确的位置信息。各工作单元之间信息相互耦合,结果相互冗余,从而保障了定位的精度和可靠性。
通过激光雷达、视觉等传感器实现的环境特征定位与高精地图结合的定位方案也能够实现高精定位,但是视觉、激光雷达等传感器的器件成本,以及对边缘计算的要求高,卫惯组合导航几乎可以通过十分之一的价格实现相同的效果。所以在当前阶段来说,卫惯组合导航还是最主流的高精定位方案。
组合导航的耦合深度影响性能表现,耦合技术考验厂商的技术能力
卫惯组合高精度定位系统并非是将两个定位单元简单地拼凑,如何将两个单元深度耦合成产品考验厂商的技术能力;根据结构的不同,卫惯组合导航系统分为松耦合、紧耦合和深耦合
车载组合导航系统的开发量产难度主要体现在将GNSS单元、IMU单元、GNSS天线等耦合的技术能力,耦合的深度影响组合导航的性能表现。通常按照耦合组织结构将卫惯组合导航系统分为松耦合、紧耦合和深耦合。
实测结果显示,在恶劣环境下,深耦合相较普通的松耦合定位精度可提升3~7倍,较紧耦合定位精度可提升2~5倍。
高精度导航组合产业链
以卫惯组合(GNSS+IMU)为代表的中国高精度导航系统的产业链可分为上游元器件供应商、中游系统方案集成商和下游应用层
高精度导航组合产业分析
从上游元器件来看,中国厂家在卫导方面已取得进展,国产替代进行中;但是目前中国厂家在惯导技术上与国际领先水平仍存在一定差距
中国定位“基础设施”北斗系统的建成完备和应用发展是我国卫导方面能力跃进的重要前提和保障,2020年,北斗三号系统建成,向全球提供服务,建成采用无源与有源 导航方式相结合的全球卫星导航系统。2021年10月14日,在北斗卫星导航系统高峰论坛上,中国信息通信研究院发布了北斗高精度定位服务平台,将民用应用的定位精度提高到1.2米,而1.2米的高精度意味着车道级定位得以实现。
GNSS方面的核心元器件包括射频,基带芯片,板卡和天线,国产厂家基本可以实现同级别元器件的国产替代。主要卫导芯片市场参与者包括北斗星通 、振芯科技、海格通信、华大北斗等
截至2020年底,国产北斗兼容型芯片及模块销量已超过1.5亿片;高精度板卡领域,国产厂商如和北斗星通目前占据行业第一,据公司公告,高精度板卡出货量占国内60%-70%的份额。
惯导技术发源于海外,历经几十年,几代技术更迭,已有较为成熟的应用。但中国厂 商在惯导技术上与国际领先水平存在差距。目前,中国市场的70%被Bosch以及ST两大海外龙头企业占据。中国厂商具备部分研发能力,研发,量产水平还有待提高。
陀螺仪主要分为激光陀螺仪、光纤陀螺仪和MEMS陀螺仪。激光陀螺仪和光纤陀螺仪具有高精度、高可靠性等特点,但应用成本高。MEMS陀螺仪具有体积小、成本适中、 性价比高等特点,有望成为车载领域的主流路线。国内厂商如华依科技,华测导航,导远电子,北云科技。
高精度导航组合产业分析
高精组合导航产业中游系统集成商主要分为传统供应商和新兴供应商两大阵营,由于车载高精定位行业处于发展初期,还未形成稳定的竞争格局
在高精度卫惯组合产业链中游主要有两类供应商存在 :
(1)卫/惯元器件厂商、模具厂:结合本身优势终端产品,自研或者外采其他定位技术模块,并开发集成应用软件、算法软件等,向用户提供 完整的解决方案。
(2)定位服务商:依托较为完备的地基网络增强系统,能够提供通用的卫星定位服务,往往以软件服务商的角色通过年费等订阅制的形式进行收费。
随着行业不断壮大成熟,系统集成商向服务提供商延伸或形成独立的服务提供商成为了趋势,由于由于高精定位行业较新,还未形成稳定的竞争格局。
02
未来发展展望
车载高精定位产业发展展望
现阶段行业领先车载高精定位解决方案多以板卡的形式单独模块化存在,随着汽车集中式架构的演进,未来或将会向集成化方向发展
由于汽车整体架构的演进,车载高精定位产品的形态也会随之而发生变化,在集中式的架构演进浪潮中,长期来看,高精定位模块也或将走向集成化
无论产品形态如何变化,卫导、惯导元器件与算法能力,相互融合的技术要求能力,整套技术的协同性,与车企的沟通能力都是车载高精定位厂商的核心竞争力。
同时,目前消费者为这块功能买单意愿不高,但是高精定功能对于未来来说有必要性,成本压力就会积压到车企端。能够提供性价比优的供应商更能收到车企青睐。
想要实现集成化、芯片化,必须同时具备射频芯片、基带芯片、IMU模组和数据处理单元,四大模块的自研能力。大多高精定位供应商能力范围多在于单领域,对于全模块自研能力积累还需要一定的时间。
高精地图与高精定位相辅相成,高精地图可用性也决定高精定位发展进度。
审核编辑 :李倩
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原文标题:一文了解车载高精度导航产业链
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