與非網6月18日訊 最近，諸多造車廠家的多款智能車型，均已將高精度組合導航加入其自動駕駛系統內，并且即將實現量產。這或許意味著，以組合導航為代表的高精度定位產品，即將在智能汽車前裝應用中成為標配，市場需求將會呈現指數級增長。
而就在剛剛結束的WGDC 2021大會上，高精度定位核心部件研發制造商北云科技，帶著最新推出的車規級組合導航定位單元X2亮相展會。北云科技CEO向為先生在演講中提到，“智能汽車應用高精度組合導航，已經是大勢所趨”。
所謂組合導航，是指將多種系統組合在一起的綜合導航系統。而目前在智能汽車自動駕駛中，主要應用的是以高精度衛星定位和IMU（慣性導航單元）結合而成的組合導航方案。
筆者獲悉，高精度組合導航目前已經成為了解決汽車高精度定位問題的最優解，對于未來的智能汽車以及自動駕駛發展來說尤為重要。事實上，今年上海車展上各大廠商展出的高級別自動駕駛解決方案中，幾乎全都包含了高精度組合導航。
專為智能汽車前裝定制
作為國內最早一批深耕高精度定位領域的科技公司，北云科技于去年初推出X1組合導航系統后，在智能汽車后裝市場大受歡迎，以高性價比和高性能贏得了廣泛口碑，獲得了“WGDC2021年度最佳口碑產品獎”。北云科技乘著在后裝市場發展的強勁勢頭，順勢突圍，在今年發布了全新的車規級組合導航定位單元X2，意圖進一步推動各大整車廠和自動駕駛企業的量產化進程。
北云科技車規級深耦合組合導航定位單元X2
據了解，X2基于GNSS/INS深耦合組合導航技術架構，可在城市峽谷、隧道、高架橋、高架輔道、濃霧雨雪沙塵惡劣天氣以及堵車、霓虹燈夜市、車道線磨損、開闊無特征點路段等惡劣場景下，輸出200Hz以上的絕對厘米級位置信息，能夠彌補激光雷達、攝像頭等傳感器在這些惡劣場景中的不足。還可融合里程計等，進一步提高組合定位精度和穩定性。
與此同時，X2增加了更豐富的接口，不但能夠支持車載以太網、GPTP（精確時鐘協議），針對N-RTK服務覆蓋不佳的區域以及海外用戶，增加了L波段信號接收以及PPP/PPP-RTK功能，以及RTK/PPP模式的無縫切換，在沒有移動信號的環境下，仍然能夠通過星基增強信號提供高精度定位。
X2深耦合組合導航系統架構
向為表示，由于X2針對的主要是量產客戶，所以單臺產品的價格將會有大幅下降。至于價格究竟能夠下探到什么程度，向為并未明說。X2的官方宣傳語中寫的是：“RTK的價格、專業級組合導航的性能”，從中可以窺探一二。
專業級組合導航性能比肩國際水平
目前在全球組合導航產品領域，經過了近些年的你追我趕，國內和國外廠家在RTK算法部分已經比較接近了，沒有太大差異。現在，大家都在比拼集成度和組合導航算法。
Trimble、Novatel和國內的北云科技等做衛星定位起家的廠家，都是基于自家RTK芯片做出的組合導航產品，所以在集成度方面更有優勢。北云科技的新品X2車規級組合導航產品，便是基于北云科技自研的RTK芯片，通過單板卡的設計實現衛星定位與IMU的底層融合，使得X2的整體大小做到了跟一張身份證大小近似。
從更深的底層算法層面來看，當下的組合導航算法分為松耦合、緊耦合及深耦合三種，算法實現難度依次遞增。
松耦合采用的是RTK定位結果+IMU原始數據來實現融合，在隧道、地下車庫等完全無衛星信號的場景下與緊耦合、深耦合相當，但在有衛星信號但是信號被遮擋的場景下，如城市峽谷等，定位效果不如緊耦合、深耦合。
而緊耦合采用RTK定位結果+GNSS的原始數據+IMU原始數據。可以有效利用信號遮擋環境下的衛星觀測數據，提升定位效果。緊耦合算法的實現需要廠家同時具備RTK定位算法和組合導航算法兩種研發能力。
然而緊耦合算法在GNSS原始數據質量較差時，仍然無法達到最佳效果。實際上，在林蔭、樓宇遮擋等惡劣環境下，GNSS容易出現頻繁失鎖、觀測量跳變等異常現象，容易引發定位異常。深耦合組合導航算法可以有效解決這個問題。
深耦合算法在緊耦合算法的基礎上，利用IMU原始數據輔助GNSS信號捕獲跟蹤，通過IMU準確的相對多普勒變化信息輔助載波跟蹤環路，提高惡劣環境下多普勒估計準確度，從而提高惡劣環境下載波相位、偽距等觀測量的精度和連續性，減少觀測量中斷和跳變，從而有效提高組合導航精度和可靠性。另外，利用深耦合算法還可以有效檢測出欺騙信號，保護組合導航設備不受干擾。
深耦合算法實現上最難，在城市峽谷中的定位效果也是最好。深耦合算法的實現，除了需要具備緊耦合算法研發能力外，還需要具備GNSS射頻和基帶接收能力，目前只有自研RTK芯片的公司可以做。北云科技的車規級組合導航單元X2，便是基于自己的RTK定位芯片，又融入深耦合組合導航算法的這樣一款產品，實測結果顯示，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。
而在行業內，目前只有極少數擁有自研RTK芯片的公司掌握此項技術，大多數組合導航廠商以松耦合技術為主。
深耦合實測優勢
路段，固定解比例為15.18%，可用星數不小于兩顆比例為76.34%，松耦合主要使用固定解，深耦合可以使用可用星數大于2顆的數據。
實測顯示在高架環島等惡劣環境下，深耦合定位相較于松耦合定位，誤差減小3-7倍。
成本下探至可前裝量產階段
在專訪中向為認為，組合導航在智能汽車領域大有可為，而要想大規模切入智能汽車市場，組合導航還需要進一步的降低成本。而降低成本的方式目前主要有三個：一是關鍵芯片與器件自主研發，掌握BOM成本優勢；二是自動化生產，提升工藝質量擴大單位人時產能；三是規模上量，分攤研發成本。
北云科技已擁有兩款自主研發并批產應用的高精度定位芯片，取得了兩項集成電路布圖設計登記證書及30多項國家發明專利。
從蘋果采用自研芯片比采購intel芯片成本降低四分之三可以看出，掌握關鍵芯片和器件的自主研發對于成本控制來說至關重要。與此同時，北云科技下一代集成度更高的組合導航芯片即將量產，將進一步提高性能，降低成本。
其次，北云科技導入了ISO26262、ASPICE、AECQ認證，基于自研芯片的高精度組合導航定位產品已通過了德國萊茵IATF16949車規級認證、CE認證、FCC認證、RoHS認證和德國SGS全方面的測試認證等。并投入重金打造全自動化生產線，產能可達到20萬套/條/年，并能在3個月將產能快速擴充到300萬套/年。全自動化生產可有效提升產品工藝和質量，擴大單位人時產能，人工成本大幅降低。
最后，北云推出的車規級組合導航定位單元X2，正在逐步擴大北云科技在智能汽車前裝市場的份額。目前正在導入多家知名車廠和自動駕駛公司的量產車型。有望在短期內形成規模上量、成本降低的正向循環。
國產組合導航廠商競爭力日趨強大
據了解，北云科技于2018年與駕考龍頭多倫科技簽署戰略合作協議，全面替換國外同類產品。目前在全國30余個省市400多個城市的上千個駕考場地中，每天有數萬臺北云產品運行在全國各地，為各個城市的駕考系統提供可信的厘米級定位。北云科技以此在車載駕考領域形成了歷經數個冬夏的，橫跨大江南北的，十萬量級的大規模驗證，針對車載應用場景進行了大量工程優化，擁有大量實測數據訓練算法。
截至2021年5月，北云科技的產品已出口至全球30多個國家。其中，在智能汽車后裝市場的組合導航出貨量已經超過1萬套，主要應用在了自動駕駛測試車、無人掃地車、自動駕駛重卡等車型上。
不得不承認，北云科技在高精度定位、多源融合定位等領域已擁有了較深厚的技術積累與不凡的創新能力。北云科技通過對關鍵芯片和器件的自主研發，以及大規模的測試與應用，逐步建立起了獨樹一幟的技術優勢、成本優勢與應用優勢。
基于北云科技多年以來的技術積累和市場探索，組合導航似乎已經來到了市場爆發的前夜。在市場需求快速驅動和國內大循環的大背景下，國產車規級高精度組合導航產品將迎來需求爆發，而北云科技也必將在這其中扮演著非常重要的角色。
北云科技有限公司是專注研發GNSS高精度衛星導航核心部件的高科技企業，為航空航天、智能網聯汽車、自動駕駛、地質災害監測、無人機、工業控制等領域提供高精度定位解決方案，產品涵蓋以芯片與算法為核心的高精度板卡、高精度接收機和組合導航系統等方面。
