作为自动驾驶安全的基础，高精度定位的重要性毋庸置疑，特别是基于IMU、GNSS信号、视觉感知系统、高精度地图等的融合定位技术，由于可以实现更高的定位精度和冗余性，提升车辆在各类场景中的通过率，正成为行业的主流选择。
为了更好地满足自动驾驶领域对定位的高标准、严要求，在2021上海车展上，国内领先的组合定位技术供应商导远电子宣布推出高精度地图盒子。该产品通过融合IMU、RTK、车速、ADAS相机、高精地图数据等，可以实现车道级定位，并提供2km预见性巡航能力，为高级辅助驾驶系统提供决策依据，助力L2+自动驾驶功能的研发。
导远电子高精度地图盒子，图片来源：导远电子
打造高可靠自动驾驶系统，融合定位不可或缺
随着L1、L2自动驾驶逐渐进入规模化应用，L3、L4也开始拉开量产大幕，如何评价这些自动驾驶系统是否真的好用，成了亟待解决的问题。
对此，业界提出了一些评价指标，比如美国加州车辆管理局(DMV)历年发布的自动驾驶接管报告中的MPI，即每两次人工干预之间行驶的平均里程数，以及小鹏汽车前段时间针对NGP发起的 3000km远征挑战中所提到的百公里平均接管次数、变道超车成功率、进出匝道成功率和隧道通过成功率，均是常见的衡量自动驾驶系统运行性能的重要指标。
尤其是在隧道、地库这样特殊的场景中，因光线变化，以及GPS信号等的遮挡，很容易对感知系统造成困扰，进而影响驾驶安全，最是能考验自动驾驶系统的整体性能。而隧道又是国内高频驾驶场景之一，因而成了业界关注的重点，比如小鹏P7此次就将隧道通过成功率作为了考验其NGP性能的重要指标之一。
图片来源：小鹏汽车
给予小鹏汽车这一信心的是NGP背后完善的数据和算法闭环，以及强大的环境感知和高精度定位能力。特别值得一提的是高精度定位，由于在任何一个驾驶场景中，自动驾驶汽车要安全驾驶都必须准确感知自己的车道级位置信息，才能更好地预判并防范风险，正逐渐成为自动驾驶汽车的基础能力之一。
更何况无论目前已经在量产车上应用的辅助驾驶系统，还是有望在未来几年逐渐投入商业化应用的L3、L4自动驾驶汽车，其实都是有设计运行域ODD的，车辆只有在ODD内运行，才可以启动自动驾驶系统，这背后高精度定位同样是关键的技术支撑。如果缺乏精准的位置感知，车辆便无法准确判断何时应该开启自动驾驶系统，甚至出现系统开启后频繁闪退的尴尬，十分影响用户体验。
因此，近两年随着智能汽车的快速普及，业界在传统功能汽车通过GPS进行导航定位的基础上，提出了基于RTK的GNSS与视觉感知以及惯导等的多源融合高精度定位解决方案，以突破融合定位里各个观测量和信息来源本身的局限性，提升定位的精准度，同时赋予用户更好的智能驾驶体验。
此前大量案例证明，单一的定位技术确实难以满足自动驾驶的高安全性。譬如RTK和PPP-RTK，容易受到电离层状态、多路径、网络服务覆盖和遮挡的影响，摄像头、雷达等车载传感器在用于定位时，也容易受外部环境的影响而出现性能下降。但如果同时加上高精度的IMU，则可以通过航位推算实现持续且精准的位置输出，并交叉比较多种定位算法的结果，实时剔除错误的观测量，起到“裁判“的作用，这是实现定位安全最重要的环节。
不仅如此，由于IMU可以很好地跟踪车辆的路线偏移情况，纵、横向的摆动角速度，以及纵、横向和垂直加速度等信号，跟踪车体的姿态和位置变化，并且几乎不受外界环境影响，即便在复杂场景下仍能准确完成测量，可谓保障自动驾驶安全的最后一道屏障。
比如导远电子的高精组合导航系统(INS)，作为专为自动驾驶车辆设计的组合导航，融合了高精度 IMU、双/多频多星座GNSS/RTK及车速和安全完整的算法模型，能够给出低延迟的位置、速度、姿态和授时(PVAT)等信息。甚至在隧道和地下停车场等特殊场景，也能精准定位，可支持高速驾驶辅助、动态地图匹配、拥堵辅助、自动泊车等多种应用。
导远电子推高精度地图盒子，赋能L2+自动驾驶研发
作为专注于自动驾驶的高精度融合定位系统解决方案提供商，导远电子多年来一直致力于研制车规级高精度惯性传感器和行业领先的定位算法，并先后推出了包括INS570D、INS580S等在内的多款满足汽车工业可靠性质量要求以及可用性标准的高精度定位产品，定点主流主机厂超过20+款乘用车和商用车车型。
导远电子董事长兼CEO 李荣熙
在刚刚开幕的2021上海车展上，导远电子再次迎来重大突破——正式推出了其第一代高精度地图盒子。据悉，相较于此前推出的高精度定位解决方案，此次导远电子新推出的高精度地图盒子在以往融合了MEMS高精度惯性导航数据、高精度卫星定位数据等的基础上，进一步加入了ADAS 摄像头数据、高精度地图等的感知数据，可实现95%置信度下横向误差小于0.2米，纵向误差小于2米，为L2+高速领航驾驶、AVP自动代客泊车、PCC商用车预见性巡航及众包地图采集和构建等提供精准的参考。
特别是通过新加入的高精地图与高精度定位的匹配，可以帮助自动驾驶汽车获得超普通车载传感器探测距离的感知能力，拓展多种复杂功能场景ODD。即便在GNSS和车道线检测均不能使用的情况下，导远电子高精度地图盒子依旧能够使车辆保持至少400m 车道内自动驾驶，并能满足功能安全的要求。据导远电子介绍，该产品的高清地图数据已覆盖全国高速和城市快速路段。
以对精准定位能力要求相对较高的自动代客泊车AVP为例，由于AVP的应用场景很大一部分是在地库中，该场景不仅结构多样，坡度弯道复杂，光线较差，普通的ADAS摄像头难以正常使用，而且卫星定位功能也很容易失效，实际应用过程中常面临诸多风险点。
但与高精度IMU和地图数据融合后，可以很好地弥补前述不足，在车位地图构建阶段，就利用航位推算（DR）以及相机车位识别的结合准确测绘行驶轨迹和车位位置，并在自动代客泊车过程中，通过多种定位技术的融合顺利引导车辆寻找车位或行驶到目标车位。
不仅如此，该地图盒子还可以用于实现地图更新、众包地图以及实时路况修正。目前来看，要进行高精地图的快速更新和市区、园区等高效地图构建，一种较为可行的方式便是基于SLAM 技术的众包采集，即通过安装在车上的视觉摄像头或激光雷达等传感器，实时检测道路交通环境，并将车道线、交通标识等重要信息打上位置标签后上传到云端，通过多车众包形成可更新的图层，再下发更新给其他车辆，实现地图数据的快速更新。
在此过程中，实时获取车辆本身的准确位置信息尤为关键，因为直接关系到目标位置的定位精度，而一旦定位精度较低，直接影响的就是自动驾驶安全。在高精地图构建过程中，如果车辆的定位精度不够，还会带来更高的地图构建成本。导远电子的高精度地图盒子，通过融合多种定位信息，可以很好地解决上述问题。
从右至左分别为：中国汽车工程学会副秘书长闫建来、导远电子董事长兼CEO李荣熙、导远电子CTO司徒春辉、武汉中海庭数据技术有限公司总经理刘奋
“如果是通过终极人工智能去解决智能驾驶的话，理论上感知加惯导的技术路线是一个很好的方向。人类通过几百万年的进化，最终是凭借一双眼睛和半规管小脑等器官来保证日常的活动，而IMU之于自动驾驶，就类似于仿真人体学里面的小脑的功能。”对于高精度IMU于智能驾驶的重要意义，武汉中海庭数据技术有限公司总经理刘奋博士甚至如是说道。
不仅如此，刘奋指出，IMU还可以很好地解决地图数据中绝对位置精度和相对位置精度的聚合，并成为未来数据或者软件上车重要入口。“从这个角度考虑，我们希望未来可以继续和导远电子深化合作，更好地赋能自动驾驶落地。” 刘奋表示。
当前，ADAS正快速向高级别自动驾驶进阶，在此过程中，高精度融合定位技术发挥的作用也越来越重要，特别是在提升驾驶安全性、优化智能驾驶体验方面，高精度融合定位已经成了一项基础配置，在越来越多的自动驾驶系统中搭载。比如小鹏汽车刚刚发布的P5、蔚来汽车ET7以及滴滴的双子星自动驾驶硬件平台等，均采用了融合高精度定位单元、高清摄像头、毫米波雷达等的多源融合定位解决方案，提升车辆的场景适应性，使自动驾驶系统达到更高的安全等级。
“未来，我们将继续深耕高精度融合定位技术的，以更好地推动公司‘让每一个人不论何时何地都能享受高精度定位带来的安全和便利’愿景的实现。”谈及长远的发展目标，导远电子董事长兼CEO李荣熙表示。