高精度GNSS是自動駕駛的核心傳感器之一

8 月 25 日，由蓋世汽車主辦、中國智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟自動駕駛地圖與定位工作組協(xié)辦的“2020 第二屆自動駕駛地圖與定位大會”隆重召開。本次會議主要聚焦高精地圖、高精度定位等自動駕駛關(guān)鍵技術(shù)，共探產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展之路。下面是天寶公司中國區(qū)自動駕駛總監(jiān)尹飛濤在本次論壇上的發(fā)言。

今天我的演講分為三個部分，第一部分是回顧，因為今年3月份蓋世汽車邀請我參加了一個論壇，我做了45分鐘的分享，引起了很大的的共鳴，得到了很多的反饋，我想今天借幾分鐘的時間做一個快速的回顧。第二部分是趨勢，就是過去這半年我們行業(yè)發(fā)生了什么，技術(shù)、產(chǎn)品、客戶有哪些變化，跟大家做一個匯報。最后一部分是快速的總結(jié)。

接下來的PPT是我3月份分享的PPT，今天我把它拿出來重申一下，我們做自動駕駛汽車的時候有很多的傳感器，有毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)、超聲波雷達(dá)、攝像頭，我們隨便搜索一下就會發(fā)現(xiàn)，基本上沒有GNSS高精度定位做傳感器，我的表情就是這樣的，覺得不對吧？那我們就擺事實，講道理，把傳感器的優(yōu)缺點都拿出來，沒有道理GNSS不是一個自動駕駛的核心傳感器，從任何角度來看它都是必需的，你幾乎不可能在任何一輛自動駕駛車上找到?jīng)]有GNSS的，是不是？

我說高精度GNSS是自動駕駛的核心傳感器之一，還是比較謙虛的，它的價值我就不念了，都在這個圖上面。我想分享做完自己演講之后的一些小故事，演講完當(dāng)天大概有幾十個人要加我的微信，我當(dāng)時是挺高興的，我想客戶都這么主動了，我也不能太矜持，對不對？都通過了，讓我很意外的是加我微信的一大部分都是友商、同行和GNSS初創(chuàng)公司，他們上來的臺詞都基本上是一樣的，說Tony老師，您說得太好了，我有很大的共鳴，我做這個行業(yè)幾年了，你讓我對這個行業(yè)的前景更加看好了。下次你來我的城市一定要告訴我，我請你吃飯，這些朋友分布在上海、北京、長沙、武漢、深圳。本來我是想帶點貨的，想不到給行業(yè)代言了，不過得到大家的認(rèn)可也是很開心的。

說完這些，那么我想分享一些新的東西，先聊一聊高精度的地圖采集。先上一道硬菜，為什么說它是硬菜呢？它有兩個特點，這是我們天寶的MX9移動測量解決方案，說它是硬菜，第一個硬是它的硬件配置非常硬，用了Applanix最高精度的組合導(dǎo)航設(shè)備AP60，用了兩個Riegl的高精度激光雷達(dá)，還有前后攝像頭等等，總共35kg，可以非常方便地安裝在車頂。

它的第二硬在于它的價格，我一直再想怎么能把它的價格說得親民，便宜一點，那我就這么說吧，這一臺高效率、高質(zhì)量移動測量設(shè)備，它的價格才不到1百萬美元。聽上去會便宜一點？但是為什么要這么貴呢？很簡單，因為你需要高精度高質(zhì)量的數(shù)據(jù)，為什么需要？是因為重采率，重采率代表什么？是你要回去重新采集的比例，這不光代表了外業(yè)工作量的增加，你的油費和人員工作量，還有內(nèi)業(yè)工作量的增加，所以在選擇設(shè)備的時候別光看著你的設(shè)備要便宜，你要考慮整個生產(chǎn)周期、數(shù)據(jù)處理流暢，別光考慮外業(yè)，還得考慮內(nèi)業(yè)。綜合來看選擇一個高質(zhì)量的儀器設(shè)備還是值得投資的。

那可能有朋友會問，不到1百萬美元，你這里有沒有稍微便宜的或者說符合我預(yù)算需求的解決方案？這里我要隆重向大家推出我們的合作伙伴北京里爾諾公司，他們有能力根據(jù)您的預(yù)算、精度需求幫助您來配置一臺符合您要求的高精度地圖采集設(shè)備，為什么他們有這個能力？因為他們是我們中國區(qū)的代理商，他們有多年為高精度地圖頭部企業(yè)提供咨詢、集成服務(wù)的經(jīng)驗，以及他們對于各種傳感器有非常深厚的知識，我強烈推薦大家在會議間隙可以到對面里爾諾的展臺找我們的工程師進(jìn)行咨詢，這里有很多的專業(yè)知識，車輛結(jié)構(gòu)、電氣設(shè)計、時間同步、傳感器的標(biāo)定、安裝調(diào)試等等。你只要把點云融合之后的工作自己做，前面的工作全部可以交給我們的合作伙伴。

當(dāng)然這些核心的零部件是基于天寶的高精度組合導(dǎo)航設(shè)備，根據(jù)您的需求和預(yù)算我們推薦不同檔次的產(chǎn)品。除了高精度地圖我們還提供增值的設(shè)備，幫助你來檢測你要發(fā)布的L2或者L2+的系統(tǒng)，除此以外我們還提供自動駕駛的定位和導(dǎo)航。

在座也有一些OEM車廠，那我多說一句，從去年開始有很多的車廠找到我們要做真值檢測應(yīng)用，最好的檢測方法就是裝一臺高精度的設(shè)備來檢測你的將要上車的ADAS系統(tǒng)有多少的精度。 我這里提醒大家?guī)c，第一，一定要看看這個測試的目的，第二是是否易安裝，第三點是數(shù)據(jù)后處理否流程順暢，是否可以很快給你測試結(jié)果。這些設(shè)備我都?xì)g迎到我們對面的展臺上找里爾諾的小伙伴進(jìn)行咨詢。

接下去我要說一下車規(guī)級量產(chǎn)GNSS+DR的導(dǎo)航模塊，我們都知道要實現(xiàn)更高精度的自動駕駛需要兩部分，第一部分是高精度的定位模塊，第二部分是星基差分的服務(wù)，如果大家希望了解基于PPP技術(shù)的話，我希望大家可以到蓋世的網(wǎng)站上搜索三月份我在“自動駕駛云論壇”上演講，我今天主要是介紹天寶的車規(guī)級量產(chǎn)定位模塊上面，就是我們圖上藍(lán)色的部分。

第一個產(chǎn)品Bison 3 DR，是一個19毫米×19毫米的小模組，里面集合了GNSS+DR的算法，這個不能用來做ADAS系統(tǒng)，主要是用來做導(dǎo)航的，它升級了以后叫Bison 5，成為了雙頻的，仍然在這個模組里面進(jìn)行解算，不需要借助其他的差分方式，這個也很快提供給客戶交付。為了讓自動駕駛的汽車獲得更高的精度，我們開發(fā)了新的模組Bison MM，這個模組可以輸出GNSS原始觀測的數(shù)值，它的輸出協(xié)議變成NMEA， RTCM的格式，提供原始數(shù)據(jù)以后輸出到另一個解算CPU，把算法放進(jìn)去以后直接可以得到差分后的結(jié)果，這是我們正在和客戶一起測試的模組。

為了跟客戶能夠更好地接收我們這個天寶RTX差分的衛(wèi)星信號，我們開發(fā)了一個模組Bison L，它可以用來接收RTX數(shù)據(jù)。Bison 5系列的終極形態(tài)是Bison 5 PVT，它是把我們各部分融合進(jìn)去以后做成的最強模組，這個模組是我們認(rèn)為未來支持自動駕駛的一個核心模塊。

為了讓客戶能夠更好地體驗所有的Bison系列家族產(chǎn)品，我們推出了一個B5000測試板，這個測試版可以插上任何一個我之前說的Bison模組，它甚至可以支持其他廠商的定位GNSS模組，它在這個里面集成了一個高算力的GPU和我們所有的算法，可以集成衛(wèi)星差分信號，這樣你就可以得到一個非常高精度的解算結(jié)果。

說了這么多，我想大家很關(guān)心測試的結(jié)果怎么樣，對不對？我跟大家做一個簡單的介紹，我們做了3個測試，兩個測試是在兩個禮拜之前剛剛做完的，應(yīng)該是全球范圍內(nèi)第一次跟大家分享。 第一個測試是在郊區(qū)的高速公路，為什么呢？因為遮擋比較少，多路徑效應(yīng)比較少，這種相對來說是GNSS信號非常友好的環(huán)境，它測試下來的結(jié)果還是不錯的，B500的測試版里面是放的bison5的MM模塊，我們直接用RTX差分，純GNSS的精度是25.5厘米，因為沒有什么遮擋，所以DR基本上不介入了，融合上DR也是25.5厘米的精度。Bison3單頻模組我們就沒有做了。

第二個測試是在加州101高速公路，這個高速公路的特點就是在1小時的路程里面有超過100個高架橋，平均三個30秒鐘左右就會經(jīng)過一個高架橋，這個環(huán)境還是比較有挑戰(zhàn)的，我們看一下測試結(jié)果，2周前的測試，還是Bison MM的，精度還不錯，RTK達(dá)到26左右，Bison5 DR還不錯，我們這次測試的是用了一個Teseo V新的工程版的SDK，我們感覺這個SDK還是不錯的，提供比較可靠的精度，當(dāng)然我們還要繼續(xù)測試。

去年7月份的時候我們做了單頻的Bison 3 DR測試，它大概在1.3米左右的精度。第三個就是到城市里面去了，看看城市峽谷多路徑效應(yīng)比較嚴(yán)重的情況下，簡單跟大家分享一下，具體數(shù)字就不說了，反正這個線路跑下來軌跡還是非常清晰的。

這是我今天跟大家介紹Bison系列車規(guī)級的模組。做一個小的總結(jié)，Bison系列是20多年來我們給汽車廠商提供的主要定位模塊，它滿足各種精度的需求，它有非常靈活的商業(yè)模式，哪怕你要買一個車規(guī)級的IMU我們也賣，如果你要我們提供參考設(shè)計我們也幫你提供，如果說我喜歡你里面的DR算法我們也可以提供DR算法，因為靈活的方式就是幫客戶在不同預(yù)算和不同精度之間做出選擇的時候有非常好的組合。

最后一點我為什么說多年來是幫助客戶成功呢？我們在跟客戶談的過程當(dāng)中經(jīng)常遇到一些初創(chuàng)公司，初創(chuàng)公司他們非常激進(jìn)，非常有想法。他們對于汽車行業(yè)的了解真的不是特別多，我們經(jīng)常幫他們普及一些基礎(chǔ)的知識，汽車行業(yè)應(yīng)該要做成什么樣子，我們認(rèn)為我們在汽車行業(yè)20多年的經(jīng)驗可以幫助到車廠客戶，特別是新一代的車廠客戶，能夠把我們的經(jīng)驗交給他們，幫助他們節(jié)約時間。

接下來我們還有一些時間，我想談時間同步的話題，這個話題過去一年多我一直發(fā)現(xiàn)是一個行業(yè)普遍的痛點，但是我覺得很少有人提，這是很奇怪的事情，可能都認(rèn)為AI更重要，更高的精度更重要，但其實我發(fā)現(xiàn)這個自動駕駛是非常龐大復(fù)雜的系統(tǒng)，在這個里面有非常多的參與者，如果我們不知道時間，速度是沒有意義的，所以比如說在V2X的系統(tǒng)里面，車與車之間、車與基礎(chǔ)設(shè)施之間都需要一個非常高精度的時間同步，對不對？

在車本身系統(tǒng)里面有底盤系統(tǒng)、車身系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、ADAS系統(tǒng)，這些也需要高精度的時間同步。我們再來看一下自動駕駛系統(tǒng)，隨隨便便一個自動駕駛系統(tǒng)，4個、8個攝像頭，1個5個LiDar都有可能，怎么把這些數(shù)據(jù)都同步，融合做出來，都在幾毫秒之間做出決定，沒有一個好的時間系統(tǒng)是不可能實現(xiàn)這些任務(wù)的，大家基本上用的都是NMEA等方式，那有沒有更好的方式？

今天我想跟大家分享的就是說，我們知道過去這幾年一種叫PTP的精準(zhǔn)授時模式變得非常流行起來，每當(dāng)我們跟客戶介紹的時候客戶說好像聽說過，沒有用過，但是一旦他用了以后就覺得這是未來的一個趨勢，它是IEEE1588，是專門針對一個對時間敏感傳感器里面需要有多個設(shè)備需要高精度時間同步做出的協(xié)議，這是一個納米級的精準(zhǔn)度，所有的協(xié)議通過以太網(wǎng)完成，為了支持自動駕駛和自動化還專門做了一個802.1AS的文件，讓我們更好的應(yīng)用。

我們來舉個例子，就像這張圖，我們用NMEA去授時，觸發(fā)4臺攝像頭同時曝光，然后往回傳，還要給它供電，很多線，每一根線都要算手工的計算延遲，然后手工把這個延遲補償進(jìn)去。但如果你用了這個PTP協(xié)議以后呢？首先是一根線同時做觸發(fā)和授時，你的供電也是這根線完成，它是納米級的精度，可以智能的補償，它知道這根線有多長，它預(yù)計這根線給你帶來多少延遲自動給你補償，一根線可以完成授時、控制、觸發(fā)以及數(shù)據(jù)同步所有的工作，我們簡單稱它為是一線智能搞定，線數(shù)變得非常少，變得少了以后其實就是減少了一個系統(tǒng)的風(fēng)險點，同時它的授時精度很高，同時它又可以很好地把你的相機保證它的同時曝光，加上時間以后回到系統(tǒng)里面進(jìn)行很好的數(shù)據(jù)融合，然后交給AI去處理。

天寶在這里率先支持PTP協(xié)議，同時也有越來越多的廠商開始支持。天寶有一個PTP的解決方案，我們叫GM200，它是一個藍(lán)色的小盒子，在我們的展位上就有，歡迎大家到展位上去了解。它是全星座的，北斗也是支持的，它的精度是15納秒的，一般我們微秒就夠了，這里它有一個恒溫晶振，它有一個守時的功能，有什么用呢？在24小時之內(nèi)失去北斗衛(wèi)星信號的時候，可以達(dá)到小于10微秒的守時能力這是什么概念？它是在自動駕駛里面非常實用的功能，如果我們GPS信號失去了，我們在高架橋和長隧道里面的話，這個時候主要依賴我們的視覺SLAM或者LiDAR SLAM，但是它需要GPS給它一個秒脈沖的時間，這個時間會飄走的，有了恒溫晶振以后把這個時間守住給你提供一個非常好的精度，希望大家可以記住這一點。目前GM200好像是市面上維持之一802.1AS配置文件的設(shè)備，當(dāng)然它同時也支持NTP，如果你用NTP來做授時或者希望用NMEA秒脈沖的話它們還是支持的，溫度是40到85度，還是比較不錯的。

天寶一直賦能我們自動駕駛的客戶，主要有幾點，第一是提供高精度的定位解決方案，有硬件的、軟件的、服務(wù)的，但是我們自己也經(jīng)常說我們是躬身入局，我們自己有一個龐大的團隊在做礦山機械、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和工程機械的自動駕駛，我們認(rèn)為這些是我們比較擅長的行業(yè)，我們在這些行業(yè)里面投入了大量的人力物力，我們要實現(xiàn)這些行業(yè)的自動化這些行業(yè)的經(jīng)驗反過來也幫助我們提供給客戶更多的解決方案。

我把我們的方案叫做隨需定制，你可以選擇我們不到1百萬美元的移動采樣設(shè)備，也可以選擇我們特別便宜的DR算法都可以。如果您是一個農(nóng)業(yè)的客戶，我們可以提供您整套農(nóng)業(yè)自動駕駛的解決方案，隨需定制，根據(jù)您的需求來。

在會議的最后，我給大家一些小的福利，包括不到1百萬美元的移動測量車，如果大家對我剛剛介紹的產(chǎn)品、技術(shù)或者是集成服務(wù)感興趣的話，歡迎大家掃描屏幕上方的二維碼，留下您的聯(lián)系方式，我跟我的小伙伴會盡快跟大家聯(lián)系，可以了解一下PTP的授時技術(shù)。或者您對真值的設(shè)備比較感興趣，想要體驗的話，歡迎跟我們聯(lián)系。另外我們快速RTX在中國暫時還沒有，但是如果您在美國或者歐洲有研發(fā)機構(gòu)的話，我可以提供在歐洲和美國的免費測試帳號給你，你可以了解一下星基的RTK的服務(wù)。

最后，非常感謝大家的時間，今天是七夕，我祝愿大家在今天晚上都能：月上柳梢頭，人約黃昏后，期待跟大家下次見面，謝謝！
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