u-blox：高精度定位–自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的基石

u-blox總部位于瑞士，成立于1997年。u-blox北中國(guó)區(qū)商務(wù)總監(jiān)胡洋表示，u-blox的產(chǎn)品包括定位、蜂窩通信、服務(wù)。豐富的產(chǎn)品線可以幫助客戶實(shí)現(xiàn)無縫的技術(shù)集成，加速客戶上市時(shí)間。自成立之初，u-blox就把汽車作為重要市場(chǎng)，作為汽車GNSS市場(chǎng)的絕對(duì)領(lǐng)導(dǎo)者，平均每?jī)奢v車就有一輛使用 u-blox的定位產(chǎn)品。在定位上， u-blox的芯片、IP完全自有。

同時(shí)胡洋表示，除了通信安全，定位安全對(duì)自動(dòng)駕駛意義重大。u-blox定位方案覆蓋各個(gè)汽車應(yīng)用，M9L主要技術(shù)組成為單頻點(diǎn)、多星系、慣性導(dǎo)航；F9L為多頻點(diǎn)、多星系、慣性導(dǎo)航；F9K為多頻點(diǎn)、多星系、慣性導(dǎo)航、RTK，支持高速及城市場(chǎng)景下的NOA (L2+, L2++等級(jí)的輔助駕駛系統(tǒng))車道級(jí)保持。

胡洋 | u-blox北中國(guó)區(qū)商務(wù)總監(jiān)

以下為演講內(nèi)容整理：

u-blox是一家總部位于瑞士塔爾維爾的上市公司，成立于1997年。產(chǎn)品主要涵蓋4個(gè)部分：定位、蜂窩通信、短程通信和數(shù)據(jù)服務(wù)。其中最被廣泛熟知的是GNSS產(chǎn)品線，去年全球出貨量超過1億顆；在定位產(chǎn)品線和蜂窩產(chǎn)品線都在u-blox使用自己的核心芯片，其中定位產(chǎn)品100%的產(chǎn)品都是使用u-blox自己的核心芯片，通信產(chǎn)品線核心芯片也覆蓋了LPWA市場(chǎng)；u-blox還覆蓋了短程通信，并與業(yè)內(nèi)一線芯片供應(yīng)商合作，不僅進(jìn)行模組生產(chǎn)，還開發(fā)了自己的算法，讓客戶簡(jiǎn)單易用；紅色盒子是u-blox的數(shù)據(jù)服務(wù)產(chǎn)品線，與汽車相關(guān)的應(yīng)用主要包括縮短定位啟動(dòng)時(shí)間的AGPS服務(wù)和通過衛(wèi)星播發(fā)的SSR差分?jǐn)?shù)據(jù)服務(wù)；豐富的產(chǎn)品線可以幫助客戶實(shí)現(xiàn)無縫技術(shù)集成，加速客戶上市時(shí)間，并與同一家供應(yīng)商緊密合作，大大降低過程中的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)自有核心技術(shù)可以保證客戶產(chǎn)品，特別是汽車這類長(zhǎng)生命周期產(chǎn)品的穩(wěn)定供應(yīng)。

圖源：嘉賓演講材料

綜上所述，u-blox可以為客戶提供從芯片到云端的全套解決方案。

u-blox從成立之初就一直將汽車作為最重要的市場(chǎng)，作為汽車GNSS市場(chǎng)的絕對(duì)領(lǐng)導(dǎo)者，目前平均每?jī)奢v車中，就會(huì)有一輛正在使用u-blox定位產(chǎn)品。u-blox定位產(chǎn)品因此獲得了豐富的量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)；u-blox始終致力于把最新技術(shù)帶給客戶，同時(shí)不斷擴(kuò)展產(chǎn)品系列、增加產(chǎn)品特性；質(zhì)量、可靠性和產(chǎn)品生命周期管理對(duì)汽車客戶極為重要，u-blox的產(chǎn)品從芯片到模組、生產(chǎn)、質(zhì)量管控全面符合車規(guī)。產(chǎn)品質(zhì)量要求達(dá)到百萬分之0的不良率，可以讓客戶安心使用；u-blox豐富的產(chǎn)品線可以覆蓋座艙、TCU、ADAS、V2X、車輛及司機(jī)行為監(jiān)控、充電樁等諸多汽車應(yīng)用；在定位領(lǐng)域，u-blox的芯片和IP完全自有，擁有超過25年的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)汽車市場(chǎng)的理解更加透徹，同時(shí)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。

可靠的位置信息是至關(guān)重要

汽車市場(chǎng)目前的趨勢(shì)主要體現(xiàn)在價(jià)值鏈和生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)化上。

自動(dòng)駕駛可以被分成四個(gè)主要的功能模塊，建圖和定位，環(huán)境感知，規(guī)劃和控制。其中，建圖和定位、環(huán)境感知兩個(gè)功能模塊對(duì)定位的可靠性要求非常高。提供位置信息的傳感器不止定位模塊一種，通常情況下還包括攝像頭、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、高能地圖等技術(shù)。然而，GNSS是僅有的、提供車輛絕對(duì)位置的傳感器。

可靠位置對(duì)自動(dòng)駕駛汽車至關(guān)重要?？赡軒頋撛谖ｋU(xiǎn)的位置輸出包括對(duì)向車道定位錯(cuò)誤、高架橋定位錯(cuò)誤、主輔路定位錯(cuò)誤，這三種錯(cuò)誤都會(huì)直接影響乘客的直觀感受，并且對(duì)當(dāng)前路況下，是否應(yīng)該進(jìn)入和退出自動(dòng)駕駛功能，產(chǎn)生錯(cuò)誤的決策，乃至帶來巨大的安全風(fēng)險(xiǎn)。

u-blox的主要定位方案中，M9L是u-blox的單頻點(diǎn)的慣性導(dǎo)航模塊，支持4星系同時(shí)工作，同時(shí)支持Super-S超級(jí)信號(hào)功能，可以保證在弱信號(hào)情況下提高定位精度25%；M9L的新功能是Wake on motion動(dòng)態(tài)喚醒，適合座艙域，e-call，T-BOX的應(yīng)用場(chǎng)景；F9L是不加RTK的雙頻點(diǎn)的慣性導(dǎo)航模塊，通過雙頻加慣導(dǎo)實(shí)現(xiàn)亞米級(jí)的連續(xù)定位，可以覆蓋座艙域、T-BOX、V2X、智能限速等應(yīng)用場(chǎng)景；F9K是自動(dòng)駕駛、輔助駕駛領(lǐng)域的拳頭產(chǎn)品，后面我會(huì)反復(fù)提到這個(gè)產(chǎn)品，是具備多頻點(diǎn)、全星系、慣性導(dǎo)航、RTK的能力組合，特別適合高速及城市場(chǎng)景下的自動(dòng)駕駛及輔助駕駛，F(xiàn)9K支持國(guó)內(nèi)主流的OSR和SSR及自建站播發(fā)的RTCM數(shù)據(jù)，在海外部分，u-blox的PointPerfect SSR RTK可以與F9K在技術(shù)和商務(wù)方面進(jìn)行完美配合；u-blox的安全級(jí)產(chǎn)品結(jié)合安全定位引擎和PointSafe SSR-RTK，已經(jīng)在全球第一輛實(shí)際上路的經(jīng)過批復(fù)的L3等級(jí)的自動(dòng)駕駛車輛上得到了商用。

高精度定位方案的主要組成部分，以SSR為例，SSR地面觀測(cè)站會(huì)把觀測(cè)數(shù)據(jù)上傳到差分?jǐn)?shù)據(jù)平臺(tái)，然后再上傳到L頻點(diǎn)的衛(wèi)星；客戶可以根據(jù)自己希望獲取SSR差分?jǐn)?shù)據(jù)的路徑，進(jìn)行選擇，一條路徑是通過L頻點(diǎn)接收機(jī)去接收L頻點(diǎn)衛(wèi)星播發(fā)的差分?jǐn)?shù)據(jù)，另一條路徑是車廠后臺(tái)先從u-blox的差分?jǐn)?shù)據(jù)平臺(tái)拿到差分?jǐn)?shù)據(jù)，然后通過車載通信單元下發(fā)給GNSS接收機(jī)，例如我們的F9K，從而實(shí)現(xiàn)多元融合輸出高精度的位置、速度以及時(shí)間信息。

用一句話概括F9K的技術(shù)能力，那就是多頻點(diǎn)、多星系、慣性導(dǎo)航、RTK。

F9K是針對(duì)大眾市場(chǎng)提供厘米級(jí)定位和30ns授時(shí)的GNSS模塊，F(xiàn)9K的輸出包括PVT即positioning（位置），velocity（速度）和Timing（時(shí)間，包括了GTC時(shí)間和1PPS秒脈沖）。因此，F(xiàn)9K不僅提供穩(wěn)定的位置，還為里程計(jì)和整車系統(tǒng)授時(shí)提供重要數(shù)據(jù)來源，特別是30ns的授時(shí)精度，除了能夠很好地服務(wù)單車各個(gè)ECU之間的時(shí)間同步外，還能更好地滿足C-V2X對(duì)時(shí)間同步的要求，真正實(shí)現(xiàn)車與車、車與路之間的同步。F9K可以成為ADAS和V2X的理想之選。F9K支持雙頻點(diǎn)、內(nèi)置IMU和RTK算法，幫助客戶輕松實(shí)現(xiàn)三元融合。低延遲，對(duì)自動(dòng)駕駛和V2X是個(gè)非常重要的關(guān)注點(diǎn)，F(xiàn)9K的位置更新率高達(dá)50Hz，即每秒50個(gè)位置點(diǎn)的輸出。F9K是一個(gè)系列產(chǎn)品，彼此之間完全兼容，可以滿足客戶不同的要求。F9K中的ZED-F9K-01A，支持通過指令實(shí)現(xiàn)L1+L2和L1+L5的頻點(diǎn)選擇，F(xiàn)9K是目前車載高精度定位模塊的絕對(duì)領(lǐng)導(dǎo)者，經(jīng)過車場(chǎng)廣泛印證，具有豐富的量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。獨(dú)行快，眾行遠(yuǎn)，F(xiàn)9K具備豐富的生態(tài)伙伴資源，可以幫助客戶提高易用性、研發(fā)、生產(chǎn)效率。

F9K包括傳感器融合、RTK模糊度解算、信號(hào)采集跟蹤、射頻濾波器、定位引擎、GNSS基帶、IMU、閃存、無源器件。

關(guān)于F9K頻點(diǎn)選擇，在2027年之前，L1+L2的衛(wèi)星可用性要高于L1+L5，因?yàn)橐訥PS為例，很多L5的衛(wèi)星雖然可以被觀測(cè)到，但是本身的狀態(tài)是試運(yùn)行的，不健康的，這會(huì)對(duì)RTK的應(yīng)用帶來不可預(yù)知的風(fēng)險(xiǎn)。u-blox建議在2027年之前，以L1+L2作為高精度自動(dòng)駕駛的頻點(diǎn)選擇。

總結(jié)

高精度定位是自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的基石。因?yàn)樵絹碓蕉鄳?yīng)用要求基于GNSS的位置輸入定位功能成為輔助駕駛、自動(dòng)駕駛、AR導(dǎo)航和V2X的核心；通常情況下，定位數(shù)據(jù)來源主要包括GNSS, IMU, 毫米波雷達(dá)，攝像頭，激光雷達(dá)，高精地圖等。

GNSS是唯一能實(shí)現(xiàn)車輛絕對(duì)定位的傳感器，特別適合在開闊場(chǎng)景中使用。在此場(chǎng)景下，可以完成其他各類傳感器可能出于各種原因而無法進(jìn)行的準(zhǔn)確判斷。

與其他傳感器相比，GNSS同樣具有自身局限性。但 GNSS 配合IMU、攝像頭、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、高清地圖等技術(shù)為自動(dòng)駕駛提供一個(gè)完整感知系統(tǒng)。隨著自動(dòng)駕駛級(jí)別的不斷提高，自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的級(jí)別在不斷增加，GNSS可以作為一項(xiàng)基礎(chǔ)能力，幫助提高定位功能的整體可用性在未來的安全關(guān)鍵型應(yīng)用中，GNSS 也是必不可少的。

u-blox對(duì)中國(guó)汽車客戶做出承諾，科技平權(quán)，就是要把好的產(chǎn)品做到好的價(jià)格、好的性價(jià)比，從而使得好的產(chǎn)品得到更廣泛的市場(chǎng)認(rèn)可，形成正向的循環(huán)。針對(duì)自動(dòng)駕駛，那就是要讓ADAS系統(tǒng)，成為更多不同價(jià)格車型的標(biāo)準(zhǔn)配置，而不單單是價(jià)格比較高的車型才有的特權(quán)。那么作為供應(yīng)商，在成本方面，就需要做出自己的貢獻(xiàn)。這樣整個(gè)自動(dòng)駕駛的生態(tài)系統(tǒng)才能變得更加繁榮。u-blox還有一群志同道合、身經(jīng)百戰(zhàn)的同事、專家們和客戶提供完整解決方案和技術(shù)支持。好的產(chǎn)品需要有好的支持和服務(wù)。現(xiàn)在越來越多的車廠希望建設(shè)和提高自己的測(cè)試能力，u-blox中國(guó)區(qū)投入了很大成本，購(gòu)買了市面上最好的真值設(shè)備和輪速計(jì)，幫助有路測(cè)需求的客戶進(jìn)行測(cè)試。

通過優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品、優(yōu)質(zhì)價(jià)格、優(yōu)質(zhì)支持和優(yōu)質(zhì)服務(wù)，最終幫助客戶實(shí)現(xiàn)整個(gè)設(shè)計(jì)和量產(chǎn)的順利實(shí)施，得到好的結(jié)果。讓高精度定位成為自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的基石。

（以上內(nèi)容來自u(píng)-blox北中國(guó)區(qū)商務(wù)總監(jiān)胡洋于2023年6月14日在2023第五屆自動(dòng)駕駛地圖與定位大會(huì)發(fā)表的《高精度定位 – 自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的基石》主題演講。）