衛(wèi)星定位已經(jīng)非常普及了,低成本的方案有,高精度定位的方案也存在了很多年,但是現(xiàn)在汽車方向上,面臨一個痛點問題:就是如何在實現(xiàn)高精度的情況下把成本降下來。
我們創(chuàng)造了一種新型的RAC(Realtime Array Calibration, 實時陣列校準(zhǔn))高精度衛(wèi)星定位技術(shù),僅采用普通的民用單頻信號,就能實現(xiàn)亞米以及分米的定位精度。
這項技術(shù)(RAC)的應(yīng)用,使高精度衛(wèi)星定位擺脫對地基增強網(wǎng)的依賴,大幅度降低了成本,推動高精度衛(wèi)星定位大規(guī)模的普及應(yīng)用。
我們知道GPS的誤差有多種的因素,像衛(wèi)星軌道上信號源的誤差,信號穿透電離層產(chǎn)生的偏差,以及到地面穿過樹木、建筑物的遮擋、反射,都是造成定位偏差的來源。
到了終端以后,接收機終端又有車內(nèi)環(huán)境和接收機本身電路的噪聲所產(chǎn)生的偏差,所以最終造成了普通定位精度只有十米左右的定位精度。
相對于普通測繪中的需求不同,汽車定位還包括車輛行駛方向、車道方向。比如可能特別的重要是需要嚴(yán)格的區(qū)分出當(dāng)前汽車在哪一個車道上,如果只是在行駛方向上,絕對定位誤差在兩三米的情況下某些應(yīng)用場景也是可以接受的,因為車上還有其他相對定位的傳感器。
有很多的衛(wèi)星定位系統(tǒng)的星座、頻率信號資源是可以用的,但是也確實混淆了一些概念,比如所謂的厘米級,市場上甚至有宣傳過的 30個厘米定位精度的定位手機,就是能夠達到厘米級定位的手機,采用雙頻、多頻之類的,但是實際的效果又怎么樣?還是混淆了很多的概念。
第一,用戶購買終端硬件貴,差分技術(shù)及元器件實際上過去是應(yīng)用測繪行業(yè),硬件成本高。
第二,用戶需繳服務(wù)費獲得差分修正數(shù)據(jù),這筆錢要交給地基增強網(wǎng)運營商。
第三,用戶需繳通訊流量費用于用戶端與增強系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)傳輸,這筆錢要交給3G/4G運營商。
第四,數(shù)據(jù)保密問題,地基增強網(wǎng)是雙向數(shù)據(jù),用戶位置數(shù)據(jù)會被運營方自動無償獲取。
第五,使用范圍有限制:只在差分站覆蓋范圍內(nèi),實際上有保障可用信號的范圍目前還非常有限。
第六,由于技術(shù)復(fù)雜,導(dǎo)致維權(quán)法律上取證難度大。出現(xiàn)事故后,在衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)、地基增強網(wǎng)絡(luò)、3G/4G運營商、終端設(shè)備供應(yīng)商之間難以鑒別劃分責(zé)任。
第七,沒有看到基于RTK差分技術(shù)的車規(guī)級衛(wèi)星定位芯片量產(chǎn)上車。
第八,差分(RTK)技術(shù)所能實現(xiàn)的厘米級絕對定位,是源于測繪應(yīng)用場景,只能在特定的環(huán)境(比如開闊地區(qū))和條件下(比如靜態(tài))確保能夠獲得。
在智能汽車、機器人的實際應(yīng)用場景中(城市環(huán)境、動態(tài)),地基增強網(wǎng)所能提供厘米級絕對精度不可確信。
真正來講,免費的信號還是在L1(或B1)的頻段上,在這個頻段上信號是免費的,這些元器件也是最為廉價的。目前來講,RAC在開闊地區(qū)和一般城市環(huán)境,動態(tài)的情況下實現(xiàn)20-60厘米的精度。
我們這個測試視頻里,對于地上的方磚(25×25厘米),RAC定位接收機用測試軟件畫出來也是(25×25厘米)這個方塊,所以認(rèn)為RAC也能夠?qū)崿F(xiàn)厘米級的定位,但是只是自己跟自己比,就是相對定位可以達到厘米級。
比如,在露天停車場這樣的一個場景下,能夠達到分米級的定位精度。也有第三方拿了設(shè)備做獨立的評測,對這個而且是用統(tǒng)計學(xué)的方法,在不同的城市環(huán)境下做了一個統(tǒng)計的分析。
第一,用戶購買終端硬件價格低廉,BOM硬件成本低廉。
第二,無需差分修正數(shù)據(jù)支持。
第三,用戶無需繳通訊流量費用于用戶端與增強系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)傳輸。
第四,數(shù)據(jù)保密問題,只為用戶自己(車廠)所有。
第五,使用范圍全球可用。
第六,產(chǎn)品質(zhì)量責(zé)任清晰,由我方承擔(dān)。
第七,采用成熟量產(chǎn)的車規(guī)級器件和工藝,符合汽車使用習(xí)慣,能夠通過汽車前裝車規(guī)級檢測。
第八,RAC技術(shù)所能實現(xiàn)的厘米級相對動態(tài)定位精度(自己和自己比),超過RTK;和20-60厘米絕對動態(tài)定位精度(和RTK比,以RTK為基準(zhǔn))與RTK動態(tài)實際精度接近。在城市環(huán)境、樹木遮擋、高架橋下、RAC動態(tài)定位穩(wěn)定性魯棒性比RTK好。
所以低成本RAC技術(shù)實現(xiàn)的亞米/分米級的絕對定位精度才是務(wù)實的標(biāo)配。它足夠車道規(guī)劃、V2X、地圖更新等場景應(yīng)用且不可或缺。
RAC也能利用基準(zhǔn)站校準(zhǔn),但是目前研判市場不需要。我們很多客戶在預(yù)研演示階段用RTK,進入量產(chǎn)階段轉(zhuǎn)而采用RAC。
現(xiàn)在行業(yè)內(nèi)有一種趨勢,由于高精度地圖、激光雷達、視覺還有決策算法這些在不斷改進,實際上對衛(wèi)星定位精度的要求在務(wù)實、在弱化,并不是要求你一定要定到10厘米、20厘米以下。
很多的開發(fā)者現(xiàn)在正在向務(wù)實轉(zhuǎn)變,知道RTK也實現(xiàn)不了。量產(chǎn)的時候可能對衛(wèi)星定位精度的要求也就1米左右,但一定要求是低成本,全球可用。剩下的事是高精度地圖、激光雷達等這些傳感器去做厘米級的相對定位。