中海达智能驾驶定位方案白皮书

Posted 2022-08-29 爱是与世界平行

“来源： 《中海达智能驾驶定位方案白皮书》

定位软硬件集中化是整体趋势

汽车智能化道路上带来的也是整车电子电器架构从分布式架构逐渐向集中式架构的转变。

高级智能驾驶，需要配备高精度定位与地图、多个激光雷达、毫米波雷达、摄像头等众多感知和定位传感器做实时感知定位决策。

由于多传感器实时感知，需要产生海量到数据和低时延的处理，分布式到电子电器架构已经无法满足海量数据都高速传输和实时化处理。AD域控系统高度集成化逐渐成为当下汽车电子架构发展的趋势，在智驾驶方案上做到很好地共享算力、感知数据、电源管理和统一软件架构。因此，定位单元软硬件也会随着整车架构的集中化改变为转为集中化的高度集成。为多传感器做更可靠多主时钟同步和空间高精度定位。

1 中海达智能驾驶定位方案

高级别智能驾驶传感器方案中，包含：定位感知传感器、激光雷达传感器、毫米波雷达传感器和视觉传感器。中海达定位方案是作为定位感知传感器角色。此方案把高精度融合定位模块和高精度天线作为基础，支持L2.5-L4不同级别的智能驾驶的定位和定姿需求。

中海达智能驾驶定位方案根据不同的GNSS芯片模组和IMU模块作为基础空间定位感知，结合对应的GNSS模组定制优化的GNSS多频段高精度定位天线，为不同场景下提供高精度的定位和姿态的位置感知方案，覆盖综合定位精度5cm-30cm区间内的不同应用场景下的空间定位需求，并且提供单双天线航向和姿态输出功能，同时兼顾到天线位置的部署和精准航向使用。

1.1 开放型多源融合定位单元

中海达多源融合定位单元“iPMV”产品，致力于底层技术与架构创新，发挥“基础平台+用户生态”的模式，结合主机厂在核心器件自主化和标准化的策略。为智能驾驶提供高精度、高性能、高可靠、高安全、低时延、强融合等优势的定位单元。满足当下RTK/PPP（L1+L2/L1+L5多星多频）主流GNSS高精度定位技术，以及支持高精度地图与定位相结合的多源融合路线。

1.1.1 “阿基米德”平台化软件架构

OS：基于多核异构的OS内核平台，满足用户多算法分布式实时通信交互，保障上层应用的实时性和低时延。

安全核：提供满足classic autosar、功能安全、网络诊断和网络OTA升级等多个API服务。

覆盖智能驾驶中需要调用到位置数据、姿态数据和时间数据等应用的开发、调试、部署和运营等流程。同时基于T1合作伙伴和战略客户，开放软件接口架构和技术规范，为智能驾驶提供标准的算法组件接口和探测手段。满足不同场景和用户需求的算法组件适配和提升要求，并且为不同算法组件部署和适配提高了研发效率。

1.1.2 多核异构

多源融合定位感知涉及到多传感器和高精度地图融合的相互匹配兼容，在不同的算法逻辑数据中融合需要用到不同的算力支撑。例如在高精度地图引擎调取和数据读取以及PPP+IMU紧组合算法中需要强大算力为其提供高效的运算力要求，而在IMU原始数据读取和视觉数据匹配中测需要低时延高效率的算力保障。因此多源融合定位单元需要不同的算力来支撑不同的算法和应用要求。IPMV集成了不同内核CPU的SOC平台，为多源融合提供可拓展和选择的基础算力支撑。

1.1.3 工具链

HD-CELL:支持GNSS+IMU算法云端训练和验证测试，兼容实时处理和后处理方案。为算法快速验证和评估提供重要手段支持。

GINSOL:提供以网络RTK差分为基础的高精度松紧组合定位后处理验证方案，基于实时数据与光纤组合基准模块后处理匹配融合，做实际误差分析。

HD-Configurtor:基于autosar规范的ARXML配置工具，提供各种模块配置，关系模型图形化，配置校验和拖拽式服务配置等功能。

1.2 标准化高精度天线接收平台

在智能驾驶中，车身空间绝对定位点是一个关键的几何部位点，决定了整车定位与姿态的中心点，是激光、视觉和惯导IMU等相对车身坐标系和大地坐标系的时空转换点。而高精度定位天线的相位中心点往往是车身大地坐标系的基础原点。因此高质量的高精度定位天线需要稳定的相位中心和良好的多频段卫星接收能力和抗干扰能力。由于市面上存在非常多的GNSS模组，其射频指标差异性非常大，因此天线的性能指标必须与定位单元的GNSS芯片模组做完全的适配。

1.2.1 中海达ATX330高精度定位天线平台

◼ 高性能兼容性平台方案，兼容主流卫星信号频段L1/L2/L5，同时兼容L-band波段星基增强服务。

◼ 高增益性天线单元和射频模组基础平台，满足当下乘用车SUV和轿车的鲨鱼鳍、天窗隐藏式天线部署要求并且提供强大的卫星接收能力。

◼ 1+X快速公分功能，ATX330高精度定位天线平台，通过内部平台化电路方案，能快速公分出多个天线接口，满足整车AD域，娱乐域、5G网联域等高精度卫星接收天线的要求，并且为整车多个域提供唯一的定位原点，避免系统层坐标系转换而带来的精度误差。

◼ 拓展UWB/BLE功能。兼容室内定位与PEPS需求。

1.2.2 标准化天线与GNSS定位芯片适配方案

通过GNSS芯片模组卫星原始观测值的增益要求,结合中海达HD-CELL组合算法验证平台和数据库，推算出整车高精度定位天线的基础增益要求指标。再结合部署情况做车型的专属化调试适配。

◼ 馈线长度与材质损耗调整

◼ 整车EMC信号干扰强度与部署位置调整适配兼容主流卫星定位平台和差分服务品台（UBLOX；ST；和芯星通、诺瓦泰；华大北斗）

1.3 合作模式生态化

中海达多源融合定位模块，致力于提供满足整车传感器和生态链上下游合作伙伴的传感器、应用算法的生态融合。共同推进以高精度定位技术赋能智能驾驶为基础的产业联动和商业落地。

传感器合作：IPMV多源融合定位单元，提供丰富和标准的协议和接口，可以支持摄像头、激光等感知传感器的融合和融合车身轮速、档位、方向转角等车身模型数据。能覆盖大部分整车位置感知和辅助感知数据都融合，做到多数据冗余设计和相互判断，在满足高精度定位同时，满足高可靠和高可用的要求。

应用算法合作：由于定位算法的多样性，IPMV提供标准的API和SDK，满足RTK+IMU松紧组合，PPP松紧组合、地图匹配和视觉约束算法等多源融合。简单易用和标准化的接口，为集成更多融合算法提供强大的基础平台

2 典型应用场景

2.1 乘用车SUV

• L2.5以上高级辅助驾驶，高速handsfree技术要求，园区自动泊车方案

• 横向0.3m

• 纵向1.5m

• 双天线方案/单天线鲨鱼鳍方案

• 定位与地图融合（RTK/PPP）

2.2 乘用车轿车

• L2.5以上高级辅助驾驶，高速handsfree技术要求

• 横向0.3m

• 纵向1.5m

• 单天线天窗隐藏式方案

• 定位与地图融合（RTK/PPP）

2.3 商用车卡车

• 电子地平线，PCC节油方案

• 双天线方案

• 横向1.5m

• 纵向0.2m

• 航向1°

• 曲率与坡度

• 定位与地图融合（RTK/PPP）

2.4 RoboTaxi/Bus

• 电子地平线、城区接驳，点对点运营，

• 精度10cm

• 航向0.1°

• 双天线方案

• RTK定位盒子（L1+L2+L5全频段方案）