01
車載高精定位行業現狀分析
多技術組合定位逐漸成為趨勢方案
隨著自動駕駛等級不斷提高,高精定位成為了必要性需求,將衛星定位、慣性定位、環境感知三種主流定位技術優勢互補,形成深層次多技術融合方案逐漸成為了高精定位方案演進趨勢;目前市場是最廣泛應用的衛慣組合定位方案
自動駕駛的導航規劃可以主要分為三個階段:路線級規劃、車道級規劃和自動駕駛。路線級規劃是通過電子導航地圖確定具體行駛路線,導航內容有交通方式、路線距離、交通狀況等,是從點到點的粗略規劃;車道級規劃是需要根據給定的路線確定具體的形式方案,包括車輛起步和停止、速度限制、車道保持與變道、車道坡度等;自動駕駛則是系統根據具體的行駛方案控制汽車。
在路線級規劃之后的發展階段,高精定位需求是顯而易見的。目前行業內共識的組合方案的是由GNSS單元、RTK定位確定絕對位置,IMU(慣性測量單元)確定相對位置,同時,高精地圖與激光雷達、攝像頭等感知設備用于環境感知。車輛從“ GNSS + RTK + IMU ”定位組合中獲得車輛位置的預測值,從高精地圖中獲取該位里附近的環境特征,之后將掃描識別的環境特征與高精地圖記述的環境特征做匹配融合,獲取車輛當前場景下精確的位置信息。各工作單元之間信息相互耦合,結果相互冗余,從而保障了定位的精度和可靠性。
通過激光雷達、視覺等傳感器實現的環境特征定位與高精地圖結合的定位方案也能夠實現高精定位,但是視覺、激光雷達等傳感器的器件成本,以及對邊緣計算的要求高,衛慣組合導航幾乎可以通過十分之一的價格實現相同的效果。所以在當前階段來說,衛慣組合導航還是最主流的高精定位方案。
組合導航的耦合深度影響性能表現,耦合技術考驗廠商的技術能力
衛慣組合高精度定位系統并非是將兩個定位單元簡單地拼湊,如何將兩個單元深度耦合成產品考驗廠商的技術能力;根據結構的不同,衛慣組合導航系統分為松耦合、緊耦合和深耦合
車載組合導航系統的開發量產難度主要體現在將GNSS單元、IMU單元、GNSS天線等耦合的技術能力,耦合的深度影響組合導航的性能表現。通常按照耦合組織結構將衛慣組合導航系統分為松耦合、緊耦合和深耦合。
實測結果顯示,在惡劣環境下,深耦合相較普通的松耦合定位精度可提升3~7倍,較緊耦合定位精度可提升2~5倍。
高精度導航組合產業鏈
以衛慣組合(GNSS+IMU)為代表的中國高精度導航系統的產業鏈可分為上游元器件供應商、中游系統方案集成商和下游應用層
高精度導航組合產業分析
從上游元器件來看,中國廠家在衛導方面已取得進展,國產替代進行中;但是目前中國廠家在慣導技術上與國際領先水平仍存在一定差距
中國定位“基礎設施”北斗系統的建成完備和應用發展是我國衛導方面能力躍進的重要前提和保障,2020年,北斗三號系統建成,向全球提供服務,建成采用無源與有源 導航方式相結合的全球衛星導航系統。2021年10月14日,在北斗衛星導航系統高峰論壇上,中國信息通信研究院發布了北斗高精度定位服務平臺,將民用應用的定位精度提高到1.2米,而1.2米的高精度意味著車道級定位得以實現。
GNSS方面的核心元器件包括射頻,基帶芯片,板卡和天線,國產廠家基本可以實現同級別元器件的國產替代。主要衛導芯片市場參與者包括北斗星通 、振芯科技、海格通信、華大北斗等
截至2020年底,國產北斗兼容型芯片及模塊銷量已超過1.5億片;高精度板卡領域,國產廠商如和北斗星通目前占據行業第一,據公司公告,高精度板卡出貨量占國內60%-70%的份額。
慣導技術發源于海外,歷經幾十年,幾代技術更迭,已有較為成熟的應用。但中國廠 商在慣導技術上與國際領先水平存在差距。目前,中國市場的70%被Bosch以及ST兩大海外龍頭企業占據。中國廠商具備部分研發能力,研發,量產水平還有待提高。
陀螺儀主要分為激光陀螺儀、光纖陀螺儀和MEMS陀螺儀。激光陀螺儀和光纖陀螺儀具有高精度、高可靠性等特點,但應用成本高。MEMS陀螺儀具有體積小、成本適中、 性價比高等特點,有望成為車載領域的主流路線。國內廠商如華依科技,華測導航,導遠電子,北云科技。
高精度導航組合產業分析
高精組合導航產業中游系統集成商主要分為傳統供應商和新興供應商兩大陣營,由于車載高精定位行業處于發展初期,還未形成穩定的競爭格局
在高精度衛慣組合產業鏈中游主要有兩類供應商存在 :
(1)衛/慣元器件廠商、模具廠:結合本身優勢終端產品,自研或者外采其他定位技術模塊,并開發集成應用軟件、算法軟件等,向用戶提供 完整的解決方案。
(2)定位服務商:依托較為完備的地基網絡增強系統,能夠提供通用的衛星定位服務,往往以軟件服務商的角色通過年費等訂閱制的形式進行收費。
隨著行業不斷壯大成熟,系統集成商向服務提供商延伸或形成獨立的服務提供商成為了趨勢,由于由于高精定位行業較新,還未形成穩定的競爭格局。
02
未來發展展望
車載高精定位產業發展展望
現階段行業領先車載高精定位解決方案多以板卡的形式單獨模塊化存在,隨著汽車集中式架構的演進,未來或將會向集成化方向發展
由于汽車整體架構的演進,車載高精定位產品的形態也會隨之而發生變化,在集中式的架構演進浪潮中,長期來看,高精定位模塊也或將走向集成化
無論產品形態如何變化,衛導、慣導元器件與算法能力,相互融合的技術要求能力,整套技術的協同性,與車企的溝通能力都是車載高精定位廠商的核心競爭力。
同時,目前消費者為這塊功能買單意愿不高,但是高精定功能對于未來來說有必要性,成本壓力就會積壓到車企端。能夠提供性價比優的供應商更能收到車企青睞。
想要實現集成化、芯片化,必須同時具備射頻芯片、基帶芯片、IMU模組和數據處理單元,四大模塊的自研能力。大多高精定位供應商能力范圍多在于單領域,對于全模塊自研能力積累還需要一定的時間。
高精地圖與高精定位相輔相成,高精地圖可用性也決定高精定位發展進度。
審核編輯 :李倩
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原文標題:一文了解車載高精度導航產業鏈
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