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百元玩轉高精衛星定位?博盛尚科技自創RAC技術實力出擊智能駕駛

自動駕駛技術已經成為當下最亮眼球的技術之一,無人車的高精定位性能是自動駕駛技術成熟並走進尋常人家的重要指標。

今年5月份,博盛尚科技有限公司推出基於RAC技術的高精度衛星定位接收機,該技術不使用任何差分信號,不依賴任何基站,僅採用普通民用單頻信號(GPS L1或北斗B1),就能實現分米級的定位,獲得20-50厘米、0.5-1.0米的定位精度。

RAC是由博盛尚科技創造並提出的新定位技術專業名詞,是Realtime Array Calibration的縮寫,譯為「實時陣列校準」,是一種創新性的提高GNSS定位精度的技術,與RTK、PPP、RTX等傳統技術路線共存。通過創新的天線陣列設計方案和軟體演算法,使得水平定位誤差減小,提高了定位的精度和穩定性,博盛尚科技聯合創始人兼CEO申研對雷鋒網新智駕說道。

申研1998年赴德國烏爾姆大學留學, 早在2000年就曾參與研發了歐洲第一款GPS射頻晶元,擁有十幾年國內外衛星定位導航與集成電路的研發經驗。2014年11月,申研與同樣有多年衛星導航定位背景的李淵博,開始了創業之路,成立了博盛尚科技有限公司。

創業初期,二位聯合創始人不斷研發、測試,技術有了雛形後,2017年中拿下招商局集團啟航資本的百萬元天使輪投資,有了招商局資本的助力,博盛尚科技先後拿下了各項專利證書。

推出基於RAC技術的高精度技術後,公司又取得了國中創投數千萬的Pre-A輪投資。申研表示,下一步計劃團隊擴充,帶著產品參加國內外展覽,一定範圍的推廣和宣傳,並針對高精衛星定位行業做精準投放。

申研坦言:「衛星導航定位在短時間裡,可以說是無法淘汰的行業。」隨著自動駕駛時代的到來,對衛星定位行業更是充滿信心,需求只會越來越大。

自動駕駛中的高精定位

根據國家產業引導政策,高精度應用是大勢所趨,行業前景廣闊,預計2020年國內衛星定位產業產值達到4000億元,相比於當前市場規模三年複合增速在25%左右,2020年之後自動駕駛市場有望進一步打開該行業成長空間,但如何實現高精度行車定位是實現大規模自動駕駛的一大障礙。

目前,GPS的定位技術是使用最廣泛的車輛定位手段,然而無人車在城市環境中,GPS多路徑反射問題明顯,得到的GPS定位信息易造成誤差。差分GPS(DGPS)利用GPS偽距碼可以達到1-2米的精度,但遠未達到自動駕駛的精度要求。

據雷鋒網新智駕了解,在高精衛星定位中,比較常用的方法是RTK定位,利用載波相位差分進行實時動態相對定位的技術。基準站將觀測數據通過通信鏈路傳送到附近的若干移動站接收機,移動站通過接收的數據、基準站的位置和採集的GPS觀測數據進行載波相位差分定位,從而得到精確的位置信息。當有多個基準站時,則稱為多基準站差分GPS系統,也即網路RTK(NRTK,Network RTK)。

2016年5月,基於我國自主建設的北斗衛星導航系統(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)的北斗地基增強網路開始向用戶提供高精度定位服務。該服務基於RTK的差分定位原理,依託遍布全國的衛星定位地基增強站,融合各類定位技術,以互聯網的方式提供全天候高可用的差分播發服務。

但是,衛星導航定位接收機必須使用差分技術,依靠地基(和星基)增強系統(差分站)的支持才能獲得優於1米的定位精度。建設、維護和使用地基(和星基)增強系統需要巨大的成本。

用戶終端硬體貴;

需繳服務費,獲得差分修正數據;

需繳通訊流量費,用戶端與增強系統間的數據傳輸;

使用範圍有限制,差分站覆蓋範圍內。

儘管如此,高精度衛星定位仍是自動駕駛中不可或缺不可替代的感測器。因為,在惡劣天氣以及災難場景下,衛星定位是唯一可靠的定位方式,只有衛星定位能夠提供全球統一的絕對坐標。

2014年11月成立的博盛尚科技,經過4年的低調研發,直到今年5月向市場推出了一種新型的RAC高精度衛星定位接收機,其特點是不使用任何差分技術(及慣導),僅採用普通民用單頻信號(GPS L1或北斗B1),就能實現優於1米的定位精度。這項技術的應用,使高精度衛星定位既擺脫了對地基(和星基)增強網的依賴,又降低了成本。

*RAC高精度衛星定位接收機

RAC定位技術是通過天線陣列排布,並使用單頻民用信號、實時計算和環形校準方法,以此提高定位精度。

申研表示,RAC技術不需要任何地面基準站、差分站、慣性導航、星基增強等輔助性技術,僅用L1或B1頻段信號(民用信號)獲得亞米/分米級定位精度。目前RAC技術的亞米級定位接收機95%的概率可以定位20到60厘米,此外,公司也將會在未來的產品形態中,加入IMU,使得產品在隧道、地下停車場等場景實現慣性導航。

基於RAC GNSS 接收機,能夠實現車道級定位與導航,首次高精定位時間為20秒,精度達到亞米級,動態準確率為95%。車道級定位與導航的具體過程中,利用高精度地圖進行超視距的車道級規劃預警,自動駕駛車輛的決策系統就在靠近路口的時候要求車輛提前減速,並選擇合適的通過路徑。


低成本解決高精度定位市場痛點

普通民用的衛星定位精度只有10米左右,再加上目前衛星導航定位接收機必須依靠由差分(RTK)基準站組成的地基增強系統支持才能獲得優於1米的定位精度。

對用戶而言,還需繳納服務費和通訊流量費,才能獲得差分修正數據及用戶端與增強系統間的數據傳輸,終端硬體加上服務費達上萬元,而且服務費還是長期使用成本。因此,如何讓高精度定位的價格儘快從萬元下降到百元是亟待解決的問題。

申研表示,RAC衛星定位接收機僅需接收和解算普通民用的GPS L1信號,硬體採用當前市場上已經大規模普及應用的廉價的車載或者消費級的衛星定位晶元和模塊既可以實現。因此可以將高精度衛星定位接收機的價格從採用差分技術的萬元級別,降低到百元級別。

與RTK對比,收集定位數據導入谷歌衛星地圖畫出三種接收機的軌跡,直接進行比對,如下圖所示:

接上圖的測試結果,一般城市環境下,三條軌跡基本重合,城市立交橋、樹蔭下RTK(綠色)與RTD(紅色)有嚴重跳變,博盛尚(紫色)正常。

測試軌跡: 博盛尚RAC(紅色)與專業測繪級RTK(綠色)比較

在解決高精定位市場痛點方面,申研表示,RAC技術具有兩大亮點,一是不依賴任何地基、星基的增強技術和慣性導航等任何輔助技術,僅用L1或B1頻段信號就能獲得分米級動態定位精度,同時對建設的地面增強網系統具備兼容效應,可提高高精度定位的可靠性與可用性;二是產品基於現有市場上最普通的傳統晶元開發,成本低廉,也不會受制於某一家供應商,產業延展性強。

由於區別於傳統以差分方式獲得高精度信號,RAC技術仍有可修正空間及拓展性,為未來的定位技術提供一種新型研究方向,並可用在室內定位等領域。申研表示,使用場景一是沒有增強網覆蓋,或增強網不完善;場景二是有增強網,但客戶出於某種原因,不願使用。

其實,高精度衛星定位的普及應用依然成為剛性需求。具體來看,智能網聯、V2X、車道級定位導航、自動駕駛汽車、無人機、無人船、高精地圖數據採集、機器人、軍用和警用、航道管理等都是高精度衛星定位的應用場景。

一年之內已經融資兩輪的博盛尚科技,接下來會著重在智能汽車領域布局,申研向雷鋒網新智駕透露,已經與多家主機廠、Tier1、初創公司等達成測試評估關係。

總結來看,我國衛星定位產業處於剛實現上游突破核心技術、自主化生產和向下游領域開始拓展的發展階段。RAC技術與我國北斗衛星導航定位系統相結合,如果能夠實現普及化應用,有望使得世界衛星導航定位技術再上一台階。


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