電子發燒友網報道(文/李誠)得益于5G技術、物聯網的快速發展,自動駕駛技術得以加速普及。GNSS芯片在汽車自動駕駛領域的滲透率也不斷提升。如今智能終端設備對定位的精度愈發嚴格,尤其是電動汽車的自動駕駛、工業機器人、無人機等應用中,為保證設備運行的安全性與穩定性,定位精度需要提升至“亞米級”甚至更高精度的“厘米級”。因此,更高精度的GNSS芯片,已成為未來的主要發展趨勢。
談到衛星定位,很多人首先會想到的都是美國的GPS或中國的北斗,但是這兩個系統并不完全是GNSS系統,實際上,GNSS系統包括了北斗系統(BDS)、GPS、GLONASS、Galileo,通過多個衛星定位系統,集合成一個更大的GNSS定位系統,從而提高定位精度。在實際應用中,GNSS系統并不需要使用到數據網絡,只需定位設備與衛星信號正常連接,就不會對GNSS定位產生影響,從而保證了汽車自動駕駛的安全性。
u-blox ZED-F9R厘米級高精度定位模塊
u-blox是一家瑞士芯片研發企業,產業重心主要面向于定位與授時、蜂窩通信和短程通信三個領域,為汽車、工業和消費類電子提供定位和無線通信技術的解決方案。2018年,u-blox推出了F9高精度GNSS技術平臺,該平臺提供了低功耗、高精度的GNSS接收器,在自動駕駛領域應用中,定位精度可以達到厘米級和車道導航定位精度,為自動駕駛奠定了良好的基礎。
u-blox F9 高精度慣性導航模塊 圖源:u-blox
ZED-F9R是一款高精度的定位模塊,具有較寬的帶寬,可以同時接收多個衛星信號,及時糾正因電離層導致的定位錯誤,并且具有快速TTFF功能,縮短首次定位的時間。這款高性能的定位模塊集成了用于RTK定位的慣性測量單元(IMU),以及復雜的內置算法。算法融合了IMU數據分析、數據校正、車輛動力學模型和GNSS測量等,以此為終端產品提供高精度的定位服務。
ZED-F9R模塊是一個完整的定位解決方案,方案集成了射頻組件和3D ADR、RTCM\SPARTN、UDR多種定位優化技術,縮短了終端廠商產品設計的時間和降低了設計的風險。3D ADR技術是通過計算定位模塊與衛星信號中斷期間,終端設備移動的距離、方向以及的海拔變化來確定設備的具體位置,彌補了衛星信號中斷后無法定位的問題。RTCM和SPARTN校正技術,主要是通過互聯網和實時衛星數據進行高精度的定位導航。UDR技術和3D ADR技術有著異曲同工之處,UDR技術是通過推算慣性傳感器與衛星數據,進行實時位置判定,據u-blox表示,該技術主要體現在無法接收衛星信號或信號強度弱的地方,也能實現高精度的定位。同時,ZED-F9R模塊還加入了抗干擾和信號誘騙檢測系統,防止一切外界干擾,避免危險事故發生。
圖源:u-blox
ZED-F9R模塊是一款通過汽車AEC-Q100標準認證的車規級GNSS芯片,同時也可以在工業領域中應用。據官網信息顯示,ZED-F9R模塊已被國產品牌小鵬的P7車型采用,應用于小鵬的第三代XPILOT高級駕駛員輔助系統(ADAS),用于導航引導駕駛、自動停車和自動駕駛等方面,提供車輛精準定位,實現行車道的自動更改和最佳路線的快速切換等。
華大北斗HD9100高精度厘米級GNSS SOC
華大北斗是國內唯一進入國際GNSS芯片排名前十的芯片廠商,公司主要從事導航定位芯片、衛星定位、定位算法的研發工作,主要面向汽車互聯和智能終端等領域。目前華大北斗的GNSS芯片已經實現了厘米級的定位精度。
圖源:華大北斗
HD9100是一款精度為厘米級的多系統單頻定位的車規級芯片,該芯片支持GNSS多模衛星信號接入,采用了全新的CYNOSURE II引擎架構,以及高精度差分增強定位技術,支持單站RTK定位模式和基于CORS系統網絡RTK定位模式,可實現多場景的無縫精準定位。HD9100還具有TTFF功能,在冷啟動的情況下,啟動時間為28s,熱啟動時間為1s,RTK初始化時間為10s,通過TTFF功能HD9100芯片啟動時間最快縮短到了1s。
在定位精度方面,GNSS模式的定位精度為2.5m CEP,SBAS模式的定位精度為2.0m CEP,RTK模式的定位精度為2cm+1ppm(水平),RTD模式的定位精度為1m RMS。同時,在GNSS、SBAS、IPPS三種模式下,定位時間精度分別為0.1m/s CEP、0.05m/s、25ns。HD9100可在最高行駛速度為515m/s,最高海拔為18000m狀態下實現厘米級的精準定位。在靈敏度方面,HD9100衛星信號捕捉強度為-148dBm,信號跟蹤強度為-165dBm。
HD9100 GNSS定位芯片的工作電流為25mA,待機電流為7μA,采用7.0mm*7.0mm的BGA100封裝,具有低功耗、小尺寸的特點。
移遠通信L26-DR GNSS模塊
移遠通信是一家物聯網模組廠商,隨著移動網絡技術的發展,移遠通信的業務范圍也逐漸向各個細分領域持續開拓,占領市場。目前已推出多款GNSS模塊,其中有三款產品通過可車規級的認證。
圖源:移遠通信
L26-DR GNSS模塊是一款支持GPS、GLONASS、QZSS、伽利略和北斗多個衛星系統信號接收的GNSS 模塊。這款模組在GNSS的基礎上計入了DR技術,共有6軸傳感器,分別為3軸陀螺儀和3軸加速度傳感器,在多傳感器與GNSS 算法引擎的加持下,即使在遮擋較為嚴重、道路環境復雜的情況下,也能對GNSS進行實時校準,通過算法結合DR傳感器與最后連接衛星信號的數據,精確的推斷出實時位置。據移遠通信表示,通過這種融合定位的方式,在無衛星信號的情況下,定位精度能達到1-2米。為提升衛星信號的接收能力,移遠通信還在GNSS模塊內部加入了低噪聲放大器,從而放大天線接收到的微弱信號,提升定位的精度。
該模塊遵循了IATF 16949: 2016 汽車行業質量管理體系標準,可應用于汽車的車載導航、車隊管理、物流追蹤等領域。同時,工業和消費類電子領域也適用。
結語
隨著汽車電氣化、智能化、網聯化的發展,將自動駕駛推上了風口浪尖,自動駕駛技術的發展改變了生活,同時也保證了道路運輸的高效性,自動駕駛儼然已成為汽車發展的主要趨勢。GNSS芯片在自動駕駛中發揮著重要的作用,為自動駕駛汽車提供了更高精度的定位,保證了行車的安全性和穩定性,GNSS技術正逐漸成為自動駕駛領域的焦點。
談到衛星定位,很多人首先會想到的都是美國的GPS或中國的北斗,但是這兩個系統并不完全是GNSS系統,實際上,GNSS系統包括了北斗系統(BDS)、GPS、GLONASS、Galileo,通過多個衛星定位系統,集合成一個更大的GNSS定位系統,從而提高定位精度。在實際應用中,GNSS系統并不需要使用到數據網絡,只需定位設備與衛星信號正常連接,就不會對GNSS定位產生影響,從而保證了汽車自動駕駛的安全性。
u-blox ZED-F9R厘米級高精度定位模塊
u-blox是一家瑞士芯片研發企業,產業重心主要面向于定位與授時、蜂窩通信和短程通信三個領域,為汽車、工業和消費類電子提供定位和無線通信技術的解決方案。2018年,u-blox推出了F9高精度GNSS技術平臺,該平臺提供了低功耗、高精度的GNSS接收器,在自動駕駛領域應用中,定位精度可以達到厘米級和車道導航定位精度,為自動駕駛奠定了良好的基礎。
u-blox F9 高精度慣性導航模塊 圖源:u-blox
ZED-F9R是一款高精度的定位模塊,具有較寬的帶寬,可以同時接收多個衛星信號,及時糾正因電離層導致的定位錯誤,并且具有快速TTFF功能,縮短首次定位的時間。這款高性能的定位模塊集成了用于RTK定位的慣性測量單元(IMU),以及復雜的內置算法。算法融合了IMU數據分析、數據校正、車輛動力學模型和GNSS測量等,以此為終端產品提供高精度的定位服務。
ZED-F9R模塊是一個完整的定位解決方案,方案集成了射頻組件和3D ADR、RTCM\SPARTN、UDR多種定位優化技術,縮短了終端廠商產品設計的時間和降低了設計的風險。3D ADR技術是通過計算定位模塊與衛星信號中斷期間,終端設備移動的距離、方向以及的海拔變化來確定設備的具體位置,彌補了衛星信號中斷后無法定位的問題。RTCM和SPARTN校正技術,主要是通過互聯網和實時衛星數據進行高精度的定位導航。UDR技術和3D ADR技術有著異曲同工之處,UDR技術是通過推算慣性傳感器與衛星數據,進行實時位置判定,據u-blox表示,該技術主要體現在無法接收衛星信號或信號強度弱的地方,也能實現高精度的定位。同時,ZED-F9R模塊還加入了抗干擾和信號誘騙檢測系統,防止一切外界干擾,避免危險事故發生。
圖源:u-blox
ZED-F9R模塊是一款通過汽車AEC-Q100標準認證的車規級GNSS芯片,同時也可以在工業領域中應用。據官網信息顯示,ZED-F9R模塊已被國產品牌小鵬的P7車型采用,應用于小鵬的第三代XPILOT高級駕駛員輔助系統(ADAS),用于導航引導駕駛、自動停車和自動駕駛等方面,提供車輛精準定位,實現行車道的自動更改和最佳路線的快速切換等。
華大北斗HD9100高精度厘米級GNSS SOC
華大北斗是國內唯一進入國際GNSS芯片排名前十的芯片廠商,公司主要從事導航定位芯片、衛星定位、定位算法的研發工作,主要面向汽車互聯和智能終端等領域。目前華大北斗的GNSS芯片已經實現了厘米級的定位精度。
圖源:華大北斗
HD9100是一款精度為厘米級的多系統單頻定位的車規級芯片,該芯片支持GNSS多模衛星信號接入,采用了全新的CYNOSURE II引擎架構,以及高精度差分增強定位技術,支持單站RTK定位模式和基于CORS系統網絡RTK定位模式,可實現多場景的無縫精準定位。HD9100還具有TTFF功能,在冷啟動的情況下,啟動時間為28s,熱啟動時間為1s,RTK初始化時間為10s,通過TTFF功能HD9100芯片啟動時間最快縮短到了1s。
在定位精度方面,GNSS模式的定位精度為2.5m CEP,SBAS模式的定位精度為2.0m CEP,RTK模式的定位精度為2cm+1ppm(水平),RTD模式的定位精度為1m RMS。同時,在GNSS、SBAS、IPPS三種模式下,定位時間精度分別為0.1m/s CEP、0.05m/s、25ns。HD9100可在最高行駛速度為515m/s,最高海拔為18000m狀態下實現厘米級的精準定位。在靈敏度方面,HD9100衛星信號捕捉強度為-148dBm,信號跟蹤強度為-165dBm。
HD9100 GNSS定位芯片的工作電流為25mA,待機電流為7μA,采用7.0mm*7.0mm的BGA100封裝,具有低功耗、小尺寸的特點。
移遠通信L26-DR GNSS模塊
移遠通信是一家物聯網模組廠商,隨著移動網絡技術的發展,移遠通信的業務范圍也逐漸向各個細分領域持續開拓,占領市場。目前已推出多款GNSS模塊,其中有三款產品通過可車規級的認證。
圖源:移遠通信
L26-DR GNSS模塊是一款支持GPS、GLONASS、QZSS、伽利略和北斗多個衛星系統信號接收的GNSS 模塊。這款模組在GNSS的基礎上計入了DR技術,共有6軸傳感器,分別為3軸陀螺儀和3軸加速度傳感器,在多傳感器與GNSS 算法引擎的加持下,即使在遮擋較為嚴重、道路環境復雜的情況下,也能對GNSS進行實時校準,通過算法結合DR傳感器與最后連接衛星信號的數據,精確的推斷出實時位置。據移遠通信表示,通過這種融合定位的方式,在無衛星信號的情況下,定位精度能達到1-2米。為提升衛星信號的接收能力,移遠通信還在GNSS模塊內部加入了低噪聲放大器,從而放大天線接收到的微弱信號,提升定位的精度。
該模塊遵循了IATF 16949: 2016 汽車行業質量管理體系標準,可應用于汽車的車載導航、車隊管理、物流追蹤等領域。同時,工業和消費類電子領域也適用。
結語
隨著汽車電氣化、智能化、網聯化的發展,將自動駕駛推上了風口浪尖,自動駕駛技術的發展改變了生活,同時也保證了道路運輸的高效性,自動駕駛儼然已成為汽車發展的主要趨勢。GNSS芯片在自動駕駛中發揮著重要的作用,為自動駕駛汽車提供了更高精度的定位,保證了行車的安全性和穩定性,GNSS技術正逐漸成為自動駕駛領域的焦點。
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