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戴世智能陆海峰:做高精惯导零部件助中国无人驾驶产业升级

归档日期:09-09       文本归类:惯性导航      文章编辑:爱尚语录

  在7月13日的中国无人驾驶产业化峰会上,来自戴世智能的CEO陆海峰先生,就惯性导航和卫星导航系统的集成研发做了主题演讲。

  大家好,我叫陆海峰,来自上海戴世智能,感谢前沿久星组织这次非常有价值的活动。我们公司主要是关注在高精度定位上,算是无人驾驶的底层零部件。

  无人驾驶的大背景前面的嘉宾已经讲得很详细了,我觉得可以把这个问题抽象一些,如果我们要实现一辆无人驾驶车辆,通常大家会提三个问题:在哪里?去哪里?怎么去?这正好体现了自动驾驶的三个底层的技术,包括高精度定位、高精度地图和路径规划能力,最终它希望能让车辆实现点到点、车道级的定位及引导能力。

  这两张图是境外的自动驾驶公司提供的无人驾驶传感器布置图,可以看到除了激光雷达、摄像头、毫米波雷达等等传感器之外,大家都使用了一个高精度的GPS,我们在这里说这个GPS其实更多的是一种过去称谓的沿用,它的学名应该是组合导航,或者叫惯性导航。

  先看一下这个市场,惯性导航这个东西它过去一直在军用领域被普及,主要针对航空航天、各种无人载具,当然这个行当是被各个国家的军工企业所控制的。而在军民两用场合,包括自动驾驶新兴的市场、高精度地图生产和ADAS测试等等,主要被国外的一些高科技的军民两用企业所控制,他们的产品当然也比较昂贵,从20到50万人民币一套不等。

  为什么这么昂贵呢?首先一点,军用产品本身它的量不大,它并没有普及,这是一个因素;第二点,它的技术本身有一定的复杂性和门槛,所以在底层上我们称之为,一个是卫星导航,就是GPS或者RTK,另一个是惯性导航。两者融合在一起组成了组合导航,最终它会和视觉、雷达这些近程的环境感知融合,组成完整的感知体系。

  简单介绍一下RTK,大家可以把它看做是一种高精度的、高级版本的GPS,或者差分级GPS。它通过一个已知站再修复一个未知站,同时RTK会和多星座、多频率结合,比如说我们既可以使用中国的北斗系统,也可以使用美国的系统,也可以使用俄罗斯的系统。而美国的系统会使用一到两个频率进一步提高它的定位的准确性,可以说RTK技术随着半导体技术的发展,已经很成熟了,它可以在空旷地区达到厘米级的定位精度。

  但是它的缺点也很明显,它和所有的GPS一样害怕遮挡,这也是为什么大家在用消费级导航的时候发现一进入隧道、高架或者在树荫下你的定位非常不准确,而同时你在小区内这种城市的楼宇很高的情况下,多路径效应也使你的定位误差在米到10米以上的级别,而对无人驾驶来说是不能忍受的。所以这需要第二个部件的产生,就是惯性定位。

  惯性导航比较有趣在于它是纯自主的,完全基于牛顿力学,通过测量加速度与减速度来推测这个载具的运动与姿态,它最常用的地方就是在近程导弹和远程的飞行器,或者是潜艇上,而将两者组合起来就产生了组合导航系统。

  这里展示的是我们公司经过三年开发完成的一代满足车规要求的高精度的、高性能指标的组合导航系统。它可以为车辆提供三方面的信息,一是姿态信息,二是动力学信息,这两类信息相对于动态控制,做底盘控制往往是需要这些传感器提供数据,第三类是坐标信息,特别是像重庆这种山路是非常考验整个导航系统的精度,当然它不是完成的,它需要和激光雷达、摄像头、毫米波融合在一起。

  (视频)左上角是三维实时绘制的线路,它有三个坐标,当我们进入隧道的时候它会展现出来,右上角展现的是实时的姿态球。当你经过减速带或者是经过上下坡,它都会体现出来。通常大家来考验一个组合导航系统的时候,往往会使它去跑这些工况,包括一些地库,或者是遮挡,或者是过度工况,进口产品目前达到的指标是丢失卫星后一分钟的误差在米级,包括1米到10米不等。可以看到我们的系统在地库持续3分多钟的时间,整个视频持续大约5分钟的时间,导航系统绘制的路径非常连贯而平顺。

  我特地把这个底层的路径画在这里,给大家一个感性的认识,可以看到蓝色线是卫星系统单独工作的情况,而这已经是RTK工作了,如果是传统GPS,它的信号会像右下角所示的这个样子。所以说即便是在RTK工作下,它还是会害怕接近楼宇或者接近隧道的工况,而最后通过融合算法,使整个过程非常平顺,这主要也是因为这套底层的具有知识产权的算法,我们结合车辆动力学、结合自学习完成传感器的融合。

  我们相当看好这些国产零部件公司正在崛起的趋势,因为过去的10年可以说中国的整车厂已经基本学会了“包饺子”,我们可以用零部件公司的产品过来造一辆非常好的车,包括比亚迪、吉利公司的崛起,给我们很大的信心。而未来中国的零部件公司肯定要慢慢成长起来,实现中国的产业升级,所以我们也是非常致力于在这方面跟同行们一起开发这件事情。

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