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)境下就會暴露出體驗(yàn)不佳的問題，在自動駕駛中則完全無法滿足需求，行業(yè)內(nèi)對厘米級高精度定位的需求日益迫切。
長期以來，高精度定位的硬件和算法技術(shù)（深耦合組合導(dǎo)航）都被外國公司壟斷，價格通常在數(shù)萬元至數(shù)十萬元不等，高昂的價格嚴(yán)重影響產(chǎn)業(yè)發(fā)展。同時，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，高性能且價格厚道的國產(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。實(shí)際測試該產(chǎn)品的定位可用性、連續(xù)性及精度已經(jīng)和國外公司的產(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)帶來了國產(chǎn)替代性選項。
▲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，降低整體價格的呢？北云科技的研發(fā)團(tuán)隊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。
01 高精度定位成智能汽車量產(chǎn)攔路虎 急需國產(chǎn)替代
目前，我國智能汽車產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展。根據(jù)《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》、《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》等國家規(guī)劃，到今年，我國市場中L1/L2/L3級別自動駕駛新車裝配率將達(dá)到50%；到2025年，各級別自動駕駛新車裝配率將達(dá)到80%，其中L2、L3級別為50%，L4級別自動駕駛開始進(jìn)入市場。
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)車道級別導(dǎo)航，同時在進(jìn)行路線規(guī)劃等動作時能夠更加精準(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。
對于未來出行，高精度定位則讓自動駕駛更可靠。L2級自動駕駛系統(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（超級巡航）就配備了高精度定位，同時輔以高精地圖，讓凱迪拉克的超級巡航成為全球第一個允許駕駛員松開雙手的L2級自動駕駛系統(tǒng)。
高精度定位雖然能極大提升自動駕駛的可靠性，但此前鮮有上車案例。價格、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，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。
但價格依然是高精度定位上車面前的一座大山。據(jù)國內(nèi)多家L4級自動駕駛研發(fā)團(tuán)隊專家介紹，高精度定位解決方案前些年高達(dá)幾十萬元，近年來價格有所下降。其中，普通產(chǎn)品價格在數(shù)萬元，高端產(chǎn)品則超過十萬。這樣的價格，依然讓高精度定位無法成為新車的標(biāo)配。
即便如此，還是有許多整車廠沒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企業(yè)壟斷，業(yè)內(nèi)同時精通導(dǎo)航基帶信號處理、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格極高。
無人車的快速發(fā)展，急需高性能且價格低廉的替代品，國產(chǎn)解決方案迎來了發(fā)展良機(jī)。
02 北云科技推低成本解決方案 性能追趕國際大廠
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)公布的價格，A1系列高精度組合導(dǎo)航模組的零售價為3980元，價格不到國外同檔次產(chǎn)品的3%。
▲北云科技A1系列高精度組合導(dǎo)航模組，售價3980元起（點(diǎn)擊購買）
與國外動輒幾萬甚至幾十萬的高精度組合導(dǎo)航產(chǎn)品相比，北云科技堪稱“價格屠夫”，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)航模組的價格？北云科技CEO向?yàn)橥嘎读吮澈蟮娜齻€秘密。
第一，北云科技有著自主研發(fā)并設(shè)計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個數(shù)量級，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。簡單來說，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)計能力，算法要深入到芯片底層的信號處理環(huán)路、定位引擎中的RTK模糊度解算。目前，高精度組合導(dǎo)航廠商大部分沒有高精度定位芯片設(shè)計能力，只能通過購買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)際測試發(fā)現(xiàn)，采用同等價位的IMU（慣性單元）器件時，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，即使用更加便宜的器件也能實(shí)現(xiàn)高等級的高精度組合導(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。北云科技與愛普生、ADI等慣性導(dǎo)航器件廠商達(dá)成了戰(zhàn)略合作，針對海量車載市場共同發(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)際的測試中，北云科技的高精度組合導(dǎo)航模組的性能與國際頂尖品牌產(chǎn)品相比如何呢？
從國內(nèi)自動駕駛公司的測試來看，在空曠的環(huán)境下，各個高精度定位供應(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，圍繞開闊天空、城市峽谷、林蔭道路、衛(wèi)星信號干擾、地下停車場、高架橋、高架輔道以及隧道8個復(fù)雜典型場景，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與加拿大一頂級品牌產(chǎn)品（以下使用E1表示）進(jìn)行了對比測試。
▲八大典型復(fù)雜場景及測試結(jié)果
從北云科技提供的測試結(jié)果來看， A1系列高精度組合導(dǎo)航模組不但在開闊天空下的表現(xiàn)良好，在城市峽谷、林蔭路、高架橋、隧道、停車場、高架橋輔道以及有信號干擾的路段表現(xiàn)都與這一國際頂尖品牌的產(chǎn)品相當(dāng)，穩(wěn)定性、可用性與精度都保持在很高水準(zhǔn)。
國內(nèi)自動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)品是自動駕駛產(chǎn)業(yè)鏈中的重要一環(huán)，我們在幾年前就開始布局，與北云科技合作組合導(dǎo)航項目。北云科技的組合導(dǎo)航產(chǎn)品已經(jīng)應(yīng)用在我們的無人掃地車、自動駕駛重卡等產(chǎn)品中，性能能夠媲美國外價格高達(dá)十多萬的產(chǎn)品。”
▲CIDI希迪智駕的無人掃地車和自動駕駛重卡正在使用北云科技的高精度組合導(dǎo)航模組
03 芯片設(shè)計+組合導(dǎo)航全都自主研發(fā) 老牌高精度定位團(tuán)隊解決成本難題
性能上叫板進(jìn)口產(chǎn)品，價格卻下探了幾個數(shù)量級，A1系列高精度組合導(dǎo)航模組背后是一個怎樣的研發(fā)團(tuán)隊呢？
據(jù)向?yàn)榻榻B，北云科技團(tuán)隊規(guī)模超過50人，大部分都是研發(fā)人員。核心研發(fā)骨干來自北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)團(tuán)隊，研究導(dǎo)航定位技術(shù)超過18年，長期專注于研發(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)隊曾獲得4項科技進(jìn)步一等獎和30多項國家發(fā)明專利授權(quán)。
北云科技研發(fā)團(tuán)隊經(jīng)歷了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)的洗禮，對北斗導(dǎo)航信號體制的優(yōu)勢了然與胸，做出的高精度定位芯片有獨(dú)特的優(yōu)勢，可以說，北云科技“更懂北斗”。
今年中南大學(xué)發(fā)布了北斗與GPS的高精度定位對比測試報告，就利用北云科技的模組與美國知名測繪公司的模組進(jìn)行了高精度定位精度對比測試。結(jié)果顯示，在長沙地區(qū)，利用北斗信號進(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，但測繪行業(yè)中一部分人對北斗信號的精度與穩(wěn)定性還心存疑慮，更愿意相信GPS信號。”中南大學(xué)研究生院副院長、湖南省測繪學(xué)會理事戴吾蛟教授說，“因此我們聯(lián)合國內(nèi)高精度定位芯片模組制造商——湖南北云科技有限公司，一起對北斗與GPS的信號質(zhì)量、RTK定位精度進(jìn)行了較全面的測試。整個測試耗時3周，選取了6個典型場景，相關(guān)的測試數(shù)據(jù)全部上傳到網(wǎng)絡(luò)可供下載。測試結(jié)果顯示，在長沙地區(qū)，利用北斗信號進(jìn)行高精度定位的效果優(yōu)于GPS。”
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自北斗的團(tuán)隊的強(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，與駕考集成商的合作的初期，也并非一帆風(fēng)順。當(dāng)時，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，許多國內(nèi)廠商并不想花精力更換供應(yīng)商。
在發(fā)現(xiàn)這個情況后，北云科技就向駕考集成商免費(fèi)提供測試產(chǎn)品。駕考集成商實(shí)際測試發(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)還能超過海外供應(yīng)商的產(chǎn)品。而在價格方面，北云科技的駕考高精度定位解決方案比國外產(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
在兩年多的時間里，北云科技的數(shù)萬臺高精度定位模組在全國各地的駕考汽車上持續(xù)運(yùn)行，經(jīng)過了大規(guī)模車載場景打磨與可靠性驗(yàn)證?？梢哉f，相比傳統(tǒng)測繪行業(yè)的高精度定位企業(yè)，北云科技“更懂車載定位”。
不過，“拿下”駕考市場只是北云科技的一個階段成果，更大的目標(biāo)則是打入汽車市場以及自動駕駛、智慧交通等行業(yè)。
04 助力車載導(dǎo)航定位精度全面提升 沖擊百億市場規(guī)模
根據(jù)研究機(jī)構(gòu)European Global Navigation Satellite Systems Agency的市場報告，2019年，車載導(dǎo)航市場為4000萬套。隨著高精度定位成本下降，車載普通定位會逐漸升級為高精度定位，市場規(guī)模將達(dá)到百億級別。
如今，L2級自動駕駛的量產(chǎn)也早已不是難題，這一駕駛輔助功能已經(jīng)普及到20萬以內(nèi)的量產(chǎn)車上。對量產(chǎn)車廠來說，高精度定位技術(shù)可以協(xié)助量產(chǎn)自動駕駛再上一個臺階，實(shí)現(xiàn)車道級的導(dǎo)航與自動駕駛，甚至允許駕駛員完全松開雙手。
使用了高精度導(dǎo)航的量產(chǎn)車，或許在未來還能不斷增加自動駕駛功能，提升自動駕駛能力。
除此之外，高等級自動駕駛研發(fā)正處于快速增長期。L4級自動駕駛研發(fā)所帶來的前景十分廣闊，除了無人出租車，還有無人農(nóng)機(jī)、無人環(huán)衛(wèi)、無人配送、無人貨運(yùn)、無人巡檢等多種場景的應(yīng)用。以北云科技為代表的企業(yè)通過高性能低價格的高精度定位產(chǎn)品將進(jìn)一步加速自動駕駛的普及。
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的紅利，國家也出臺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)，推動全國統(tǒng)一的高精度時空基準(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。
《戰(zhàn)略》還提到，要建設(shè)覆蓋全國路網(wǎng)的道路交通地理信息系統(tǒng)。開發(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)時動態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)。制作并優(yōu)化智能汽車基礎(chǔ)地圖信息庫模型與結(jié)構(gòu)，推動建立智能汽車基礎(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)快速動態(tài)更新和在線服務(wù)體系。
同時，今年以來，我國新基建的步伐逐漸加快，對于高精度定位行業(yè)來說，其中重要一環(huán)就是建立高精度定位的地面增強(qiáng)站。國內(nèi)多家企業(yè)或電信運(yùn)營商已經(jīng)完成了全國差分服務(wù)網(wǎng)的建設(shè)，比如四維圖新與中國電信等共同成立的六分科技就是其中之一。未來高精度差分服務(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)模商用奠定了堅實(shí)基礎(chǔ)。
在市場需求的快速驅(qū)動和國產(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，預(yù)計北云科技A1系列產(chǎn)品將迎來快速落地的良機(jī)。面向未來的芯片設(shè)計，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。
