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【名企优品造电车】北微传感:让组合传感更小、更精准、更便宜、更稳定

发表时间:2023-09-15 17:36
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2022年也称为L2+行泊一体的元年,多家企业发布了量产方案,应用场景也陆续从高速领航辅助驾驶做到城区领航辅助驾驶,这也说明自动驾驶正在快速起步。伴随着自动驾驶的大潮,大算力芯片、激光雷达、高清摄像头、高精地图等产业的发展再次被行业关注。而组合导航作为高精定位的提供者,同样为自动驾驶立下了汗马功劳。

北微传感作为专业惯性姿态传感器制造商,通过开放合作、组建专业硕士/博士技术团队,致力于为行业提供专业的组合导航,让新能源汽车用上更小、更精准、更便宜、更稳定的组合导航。
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(北微传感有限公司营销总监 王媛)


01

从“重地图”到“重感知”
现阶段自动驾驶路线逐渐清晰

北微传感王媛:目前,行业主流的自动驾驶方案,有以特斯拉为代表的“重感知、轻地图”的策略,主要是基于其自主研发的视觉、雷达、超声波等传感器技术,通过实时感知周围环境,辅以机器学习算法,实现自动驾驶功能。同时也有图商提出的“重地图、轻感知”的策略,通过厘米级的高精地图,配合各种传感器技术,实现环境感知和路径规划功能。

从目前的应用情况来看,“重感知、轻地图”的策略,发展会更快。高精度地图的制作和更新成本较高,而且在现实道路环境中,地图信息也难以完全准确地反映实际情况,同时地图更新速度慢,应用上受到一定的限制。而传感器发展相对比较成熟,同时精度和可靠性还在不断提高,能够更加准确地感知周围环境。因此,主要依靠传感器的重感知方案,在现阶段能够加速自动驾驶落地。当然,这并不是说高精度地图将会被淘汰,而是未来的自动驾驶技术将会采用更加多元化的技术路线,包括“重感知”与“重地图”等多种策略,以实现更加精准、可靠的自动驾驶功能。但不论采用“重感知”还是“重地图”的方案,组合导航都将得到广泛的应用,这一点行业已经达成共识。
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(自动驾驶示意图)


02

精准定位,辅助安全
组合导航成为自动驾驶标配

北微传感王媛:简单来说,组合导航就是将各种传感、导航设备进行组合后的综合导航设备,能实现坐标信息、姿态信息、动力学信息的收集与分析处理,并形成自动驾驶决策信息。在新能源汽车的广泛应用,得益于组合导航的独特价值。

首先是精准导航的需要。这是组合导航的价值所在,他可以配合导航地图和单车传感器,对车辆做出更精准的定位,规划更优的行驶路线,避免不必要的加速和减速,降低能耗和排放,促进节能环保。同时,组合导航能够收集姿态、动力学信息,借助“智慧道路”,减缓城市交通压力。

其次是安全驾驶的需要。组合导航可以实现高精度的惯性导航和地图匹配,能够提供更加准确的车速、加速度、转向角等数据,为自动驾驶提供决策信息。当车辆需要采取动作时,能够准确掌握车辆的姿态和运动情况,保证安全性、避免事故发生,这也是自动驾驶车辆必须具备的能力。

最后是汽车智能化的需要。刚才提到,坐标信息、姿态信息、动力学信息,而组合导航通过与车内其他系统进行整合,能够增强人机交互的功能。例如语音控制是对车辆状态及信息的反馈、远程控制时对车辆位置的定位,都需要借助组合导航,这些功能的实现,正是汽车智能化的需要。
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(组合导航原理示意图)


03

13年技术沉淀
攻克组合导航漂移、无定位难题

北微传感王媛:组合导航最早应用于航空、船舶,技术非常成熟,现在应用在新能源汽车上,按理说是降维使用,更加稳定才对。但实际上,新能源汽车的使用环境更加的复杂,所以在使用中容易出现两个问题。一个是位置漂移,在城市、峡谷、高架等环境中,卫星信号受遮挡或干扰引起的定位点漂移;另一个是无法定位。在地下停车场、隧道等卫导盲区,导致无法定位,毕竟这些问题在航空、船舶领域是没有的。

我们是2010年成立,在这13年的时间里,我们一直在从事惯性姿态传感器研发、制造、销售,是2019、2018世界物联网博览会金奖获得者,国家标准起草者,拥有包括11项发明专利在内的百余项知识产权,拥有数百种型号产品。在国防军工、交通运输、工程机械、航空航天、能源电力、医疗器械等领域广泛应用,技术沉淀丰厚。所以在面对组合导航在行业中存在的问题时,有自己的解决方案。

目前,我们GI420 采用深耦合组合导航技术,将IMU与RTK解算、观测量预处理深度融合,能够提供实时高精度的位置、速度和姿态等导航参数组合导航算法,在GPS数据获取后将其作为初始数据进行运算。如果有GPS数据丢失状况发生,系统将单独运行捷联惯导解算,经解算后的数据被送入Kalman滤波器中处理。采用这种方式设计的组合导航,不仅具有优秀的定位精度,同时具有体积小、价格低、稳定性高的特点。
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(北微传感组合导航数据)


04

把“专业”刻到骨子里
做行业专业产品

北微传感王媛:从公司成立起,我们就把自己定位为“专业惯性姿态传感器制造商”,我们的所有努力都是朝着“专业”二字去做。所以在自动驾驶还未起步的早期,我们就已开始做相应的准备和布局。

首先在技术研发方面,我们保持开放合作的心态。我们与北京大学、电子科技大学、浙江大学建立长期合作关系,合作进行前沿性技术研究与人才培养,并与浙江大学共同培养MEMS传感器方向的博士后,多次承担国家重点科技项目。同时,也在与主机厂、供应链厂家合作,在自动驾驶验证车型上进行测试。借助我们在航空、船舶等领域积累的惯性姿态传感器开发经验,将组合导航在新能源汽车上的应用问题提前解决。

其次在人才队伍建设方面,保持持续投入。目前,公司有超过20%员工拥有硕士或博士学位,研发及技术人员达到40%

最后在服务层面,我们也构建有完整体系。我们的业务涉及航空、交通、物流等领域,业务遍及全球50多个国家和地区,服务客户超过5000家,构建了完善的售前、售中、售后服务体系,能够为客户提供包括技术咨询、方案设计、系统集成、运维服务等多方位的服务。
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(北微传感设计研发团队)


05

2025年全球组合导航
市场规模将达140亿元

北微传感王媛:国内L2+应用组合导航产品是从2017年上汽荣威MAR WELL XPro 1000辆demo的项目开始,2020年,小鹏打造的NGP解决方案,同样应用了组合导航产品。目前来看,以蔚小理、哪吒为首的造车新势力自动驾驶布局较为迅速,而传统主机厂如吉利、上汽、长安、长城、广汽等也在跟进。

2021年全球和中国车载组合导航市场规模分别约为33亿元/10亿元;到2025年全球和中国车载组合导航市场规模分别约为140亿元/57亿元,2021-2025年的CAGR分别为43%/54%;可以预见,2025年将是组合导航高速增长的关键节点,同时,随着L5等级自动驾驶成熟运用,组合导航还将迎来第二阶段的爆发增长。
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(北微传感组合导航系列产品)


06

未来将面临技术迭代
攻技术、强合作,提前布局

北微传感王媛:针对未来组合导航的趋势变化,我们认为有两个方向。一种是“高精度卫星定位模块挂接到网关”,但这种方案需要将高精度定位及高精度地图信息,通过车内网络传输到自动驾驶域控制器,加大了时间延迟,降低了高精度定位的精度。另一种是将“高精度卫星定位模块集成到自动驾驶域控制器”,自动驾驶域控制器直接接入卫星定位信号、GNSS 卫星增强信息,并配置惯性测量单元 IMU、高精度地图单元 和融合定位算法等。这种方案可以减少数据传输,有效降低信息的延迟,提升高精度定位的精度。

就普通用户的角度来看,第二种方案可能更加方便和实用,因为将高精度卫星定位模块集成到自动驾驶域控制器中,可以减少车辆内部的设备数量,降低成本和复杂度,同时也更方便维护和升级。不过,具体的选择还需要根据技术和市场的实际情况来决定。但面对这两种趋势变化,我们也有相应的准备。

一方面通过对核心算法的持续攻关,不断提升技术先进性以及关键性能指标。我们将围绕 GNSS 高精度算法核心技术,布局 GNSS 芯片、OEM 板卡、微波天线等核心基础部件研发;攻坚静态、动态、网络实时处理算法软件,拥有高精度 RTK、PPP、静态解算、网络 RTK、精密定轨技 术、组合导航定位技术等完整的算法研究能力;集成网络数据链、基带信号处理、 组合导航算法等先进技术,延伸研究点云数据采集及处理、机械控制系统等技术。

另一方面也会加强与主机厂和供应链企业的合作,拓展组合导航数据的应用范围,增加应用场景,保持自身的竞争优势。


关于北微传感


北微传感是中电海康参与投资的一家专注惯性姿态传感器研发、制造、销售的高新技术企业,两次世界物联网博览会金奖获得者,国家标准起草者,是无锡市物联网产业协会理事单位、国家物联网感知装备产业计量测试联盟创始成员,拥有100余项相关知识产权,总部位于江苏省无锡市滨湖区,毗邻风景秀丽的长广溪国家湿地公园,建有惯性姿态传感器中试中心和工程中心,在北京、成都、绍兴、宁波等地建有子公司。

北微传感公司通过质量、环境和职业健康安全管理体系认证以及知识产权管理体系认证;产品获得CE认证、ROSH认证,产品的精度、温漂、高低温老化、盐雾腐蚀、电磁兼容性、抗辐射、振动跌落、防尘防水等各项指标获得国家电气安全检测重点实验室、浙江省计量科学研究院、国家物联网感知装备产业计量测试中心、国家物联网产品检测重点实验室等机构检测认证,出厂产品及标定设备均能够提供CNAS精度溯源报告。

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