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【研报】计算机行业“智能网联”系列之七:高精度定位自动驾驶汽车的自我感知-20200916(16页).pdf

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【研报】计算机行业“智能网联”系列之七:高精度定位自动驾驶汽车的自我感知-20200916(16页).pdf

1、 证券研究报告 请务必阅读正文之后的免责条款 高精度高精度定位定位:自动驾驶汽车的自我感知:自动驾驶汽车的自我感知 计算机行业“智能网联”系列之七2020.9.16 中信证券研究部中信证券研究部 核心观点核心观点 杨泽原杨泽原 首席计算机分析师 S1010517080002 刘雯蜀刘雯蜀 计算机分析师 S1010518020001 丁奇丁奇 计算机分析师 S1010519120003 联系人:张帅联系人:张帅 高精度定位包括自动驾驶车辆的定位、导航,以及对航向、速度、姿态等导航高精度定位包括自动驾驶车辆的定位、导航,以及对航向、速度、姿态等导航 参数的自我感知,与车辆速度控制、路径规划、行为决

2、策等环节密切相关。参数的自我感知,与车辆速度控制、路径规划、行为决策等环节密切相关。随随 着着 ADAS 全面落地及全面落地及 L3 级别自动驾驶进入冲刺阶段,级别自动驾驶进入冲刺阶段,作为自动驾驶汽车自我作为自动驾驶汽车自我 感知关键组成的高精度定位同样备受关注。 我们预计高精定位将随着感知关键组成的高精度定位同样备受关注。 我们预计高精定位将随着 ADAS 的的 推广而普及并逐渐成熟,最终在推广而普及并逐渐成熟,最终在 L3 级别自动驾驶阶段实现井喷。级别自动驾驶阶段实现井喷。 定位精度和更新频率是高精定位的显著特征。定位精度和更新频率是高精定位的显著特征。1. 精度与频率:精度与频率:根

3、据推算,高精 定位需要实现25cm 的定位精度,更新频率100Hz,因此需要在一般导航定 位方案的基础上,与激光雷达、摄像头等感知设备相结合。2. 解决方案:解决方案:按照 定位参考系的不同, 我们将其分为绝对位置与相对位置两个维度, 前者以 GNSS/ RTK 定位代表,后者结合高精地图,以点云或视觉匹配为核心。3. 实际应用:实际应用: 在实际应用中是兼而有之的融合方案,例如百度 Apollo 以 GNSS 定位与点云匹 配定位相融合,最终输出一个 6 自由度的位置和姿态信息。 实现高精定位需要多种定位模块协同作用,形成信息冗余。实现高精定位需要多种定位模块协同作用,形成信息冗余。1. 绝

4、对位置定位:绝对位置定位: 首先由 GNSS 提供空间位置坐标,精度在 5-10m 量级,基于地面基准站的 RTK 技术能够修正 GNSS 定位误差,将精度提高到 2-30cm 量级,IMU 则能够弥补 GNSS 定位信号频率的不足,并支持车辆自主定位。2. 相对位置定位:相对位置定位:首先根 据车辆绝对位置坐标, 从高精地图提取该位置相应的道路特征, 与激光雷达点云 或摄像头图像识别的道路特征做匹配,由此实现厘米级高精定位。3. 信息冗余信息冗余 的作用:的作用: 一是不同定位子系统根据冗余信息进行误差修正, 二是保证车辆在各种 非理想道路环境中持续实现高精定位。 高精定位领域玩家各方云集高

5、精定位领域玩家各方云集,市场仍处于“成长期”。,市场仍处于“成长期”。在硬件支持层,有传统 导航定位企业、国内外芯片巨头、电子元器件供应商;在算法融合层,有高精地 图供应商、高精定位算法与服务商、自动驾驶技术企业。行业处于快速成长期, 各厂商间的技术合作大于竞争,软硬结合提供一体化定位解决方案是当前潮流。 风险因素:风险因素:下游汽车销量持续低于预期;L3 级别自动驾驶落地速度低于预期; 定位芯片、惯导模组等硬件成本保持高位;相关的推广政策低于预期等。 投资策略:投资策略:围绕硬件支持和算法融合两条主线关注高精度定位未来发展。围绕硬件支持和算法融合两条主线关注高精度定位未来发展。硬件 方面,北

6、斗卫星定位全球组网将掀起一轮国产替代热潮,受益 GNSS/RTK 定位 产业链,定位芯片领域巨头竞争已经初露头角,包括高通、U-blox、ST、华为、 移远通信等。算法方面,千寻位置、高德、四维图新旗下六分科技表现出色。我 们持续看好自动驾驶赛道的优质公司,重点推荐移远通信,关注华测导航。 重点公司盈利预测、估值及投资评级重点公司盈利预测、估值及投资评级 简称简称 收盘价收盘价 (元)(元) EPS(元)(元) PE 评级评级 2019 2020E 2021E 2019 2020E 2021E 移远通信 195.2 1.94 1.87 3.37 100.62 104.39 57.92 买入 华

7、测导航 22.79 0.51 0.63 0.78 44.60 36.05 29.21 - 资料来源:Wind,中信证券研究部预测(华测导航为 wind 一致预期) 注:股价为 2020 年 9 月 14 日收盘价 计算机计算机 强于大市强于大市(维持维持) 计算机计算机行业行业“智能网联智能网联”系列之七系列之七2020.9.16 请务必阅读正文之后的免责条款部分 目录目录 高精度定位:满足自动驾驶高精、高频的定位需求高精度定位:满足自动驾驶高精、高频的定位需求 . 1 高精度定位是自动驾驶中的底层支持 . 1 高精度定位与一般导航定位的主要区别在于精度和频率 . 1 高精度定位通常借助 RT

8、K、IMU 以及传感器等融合实现 . 1 技术辨析:绝对位置和相对位置如何助力自动驾驶技术辨析:绝对位置和相对位置如何助力自动驾驶 . 3 绝对位置:GNSS、RTK、IMU. 3 相对位置:点云匹配与视觉定位 . 6 绝对位置与相对位置互为结合,互为补充 . 8 高精定位的市场格局与行业展望高精定位的市场格局与行业展望 . 9 市场格局:软硬结合,各方云集 . 9 行业展望:北斗组网,融合发展 . 12 风险因素风险因素 . 12 投资建议投资建议 . 12 nMrOpQsOsMrNqMmRnPoQqPbR8QaQoMmMtRmMfQnNxOfQqRrP8OqRqPuOnOpNwMpPsR

9、计算机计算机行业行业“智能网联智能网联”系列之七系列之七2020.9.16 请务必阅读正文之后的免责条款部分 插图目录插图目录 图 1:高精定位在自动驾驶系统中的层次位置 . 1 图 2:百度 Apollo 车道线匹配定位 . 2 图 3:点云匹配定位原理 . 3 图 4:卫星定位示意图 . 4 图 5:RTK 定位原理 . 4 图 6:IMU 内部结构图 . 5 图 7:IMU 协助 GPS 定位 . 6 图 8:IMU 实现自主导航 . 6 图 9:激光雷达点云匹配定位 . 7 图 10:测绘激光雷达系统组成. 8 图 11:百度 Apollo2.0 多传感器融合定位模块框架 . 8 图

10、12:百度 Apollo 高精定位测试案例 . 9 图 13:u-blox F9 技术平台 . 11 图 14:千寻、移远、ST 联合发布的 GNSS 高精度定位模块 . 11 表格目录表格目录 表 1:惯性导航系统与 RTK 定位系统对比 . 6 表 2:国内高精定位相关企业 . 9 计算机计算机行业行业“智能网联智能网联”系列之七系列之七2020.9.16 请务必阅读正文之后的免责条款部分 1 高精度定位高精度定位:满足自动驾驶高精、高频的定位需求:满足自动驾驶高精、高频的定位需求 高精度定位高精度定位是是自动驾驶中的自动驾驶中的底层支持底层支持 高精定位技术位于感知层和决策层,为自动驾驶

11、系统提供底层支持。高精定位技术位于感知层和决策层,为自动驾驶系统提供底层支持。自动驾驶是一个 庞大而复杂的技术体系,类比于人类驾驶行为,可将自动驾驶技术结构化为感知层、决策 层、控制层三个部分,则高精定位涉及感知层与决策层,为自动驾驶汽车提供车辆的空间 坐标与当前场景下的相对位置坐标,以及位置相关信息,包括速度、加速度、车辆姿态、 航向角等。向上延伸,高精定位涉及车辆速度控制、路径规划、障碍物检测与避让、车辆 行为决策等决策层与控制层内容。 图 1:高精定位在自动驾驶系统中的层次位置 资料来源:中信证券研究部绘制 高精度定位高精度定位与与一般导航定位的一般导航定位的主要主要区别区别在于精度和在

12、于精度和频率频率 从实际驾驶场景看,可以估算面向自动驾驶的高精定位精度从实际驾驶场景看,可以估算面向自动驾驶的高精定位精度25cm,更新频率,更新频率 100Hz。一般情况下,人工驾驶车辆距离道路一侧路牙的安全距离约 25cm,假设自动驾 驶汽车最高时速为 90km/h,行驶 25cm 距离用时 0,01s(对应频率 f=1/t=100Hz) 。因此, 能够支持自动驾驶汽车的高精定位技术应实现25cm 的精度,定位信息更新频率在 100Hz 及以上,才能有效确保自动驾驶车辆的行驶安全。与常规定位导航系统与常规定位导航系统包括无包括无 线电定位导航、 惯性导航系统、 卫星定位导航等相比, 精度和

13、频率是高精度定位 (与导航)线电定位导航、 惯性导航系统、 卫星定位导航等相比, 精度和频率是高精度定位 (与导航) 最显著的两大特征。最显著的两大特征。 高精度定位高精度定位通常借助通常借助 RTK、IMU 以及传感器等以及传感器等融合融合实现实现 从绝对位置定位角度看,高精定位组合多种常规定位方案以提高定位精度。从绝对位置定位角度看,高精定位组合多种常规定位方案以提高定位精度。单纯依靠 卫星定位无法满足自动驾驶对定位精度和更新频率的要求,因而需要多种定位技术的整合。 例如,RTK 定位基于地面基准站修正卫星定位误差,IMU 通过感知车辆速度、姿态等信息 提高定位频率和稳健性。从相对位置定位

14、角度看,高精定位借助激光雷达、摄像头等感知从相对位置定位角度看,高精定位借助激光雷达、摄像头等感知 设备以及高精地图,通过对周围场景的识别比对实现厘米级精度定位。设备以及高精地图,通过对周围场景的识别比对实现厘米级精度定位。依靠每一个位置所 计算机计算机行业行业“智能网联智能网联”系列之七系列之七2020.9.16 请务必阅读正文之后的免责条款部分 2 观察到的不同的环境特征与已有的高精地图匹配,不断修正车辆自身位置的误差量,从而 实现自动驾驶汽车长距离自主导航。实现该定位方案的三个关键环节:一、高精地图的绝 对坐标精度,以及包含道路信息的丰富、细致程度;二、摄像头、激光雷达等设备的感知 能力

15、;三、匹配算法的性能。此外还有不依靠高精地图支持,单纯通过视觉里程算法实现 定位的思路。据高德高精地图团队谷小丰透露,高德基于“激光雷达+摄像头”的相对位 置定位方案,能够实现平均误差 9cm 的定位精度。 图 2:百度 Apollo 车道线匹配定位 资料来源:百度 Appollo 公开课 相对位置与绝对位置代表思考高精定位的不同视角,在实际运用中是兼而有之。相对位置与绝对位置代表思考高精定位的不同视角,在实际运用中是兼而有之。自动 驾驶汽车在实际行驶过程中会遭遇各种路况环境,比如卫星信号中断、视线模糊、激光雷 达反射遮挡等,以及尚未遭遇到的“长尾案例” 。为实现 L3 及更高级别的自动驾驶,

16、仅仅 依靠某一定位方案是远远不够的,而需要多传感器、多系统的融合定位方案。 以激光雷达点云匹配的定位方案为例:一方面,车载激光雷达扫描获得点云数据,并 提取数据中包含的环境特征;另一方面,车辆从“GNSS+RTK+IMU”定位组合中获得车辆 位置的预测值,从高精地图中获取该位置附近的环境特征,之后将扫描识别的环境特征与 高精地图记述的环境特征做匹配融合,获取车辆当前场景下精确的位置信息。高精定位方 案中,共有三部分相互重叠的定位子系统:一、卫星定位一、卫星定位,包括 RTK 定位技术、地基增 强网络等;二、航位推算引擎二、航位推算引擎,包括 IMU、车身里程计、以及车辆控制系统的总线信息; 三

17、、基于高精地图的相对位置定位三、基于高精地图的相对位置定位。三部分之间信息相互耦合,结果相互冗余,从而保证 定位的精度和可靠性。 计算机计算机行业行业“智能网联智能网联”系列之七系列之七2020.9.16 请务必阅读正文之后的免责条款部分 3 图 3:点云匹配定位原理 资料来源:中信证券研究部绘制 高精定位与高精地图紧密联系,为自动驾驶汽车路线规划、道路感知、驾驶控制提供高精定位与高精地图紧密联系,为自动驾驶汽车路线规划、道路感知、驾驶控制提供 支持。支持。首先,高精地图数据的采集、处理、以及地图的建模需要以高精度的位置坐标作为 框架。高精地图中道路和场景信息是自动驾驶汽车感知和决策的数据基础

18、,若在制图过程 中位置标定出现误差, 就有可能造成自动驾驶系统的判断失误。 其次, 以高精地图为基础, 结合感知匹配实现高精度的自主导航定位,在定位信号中断或不稳定的情况中,保证自动 驾驶汽车仍明确知晓车辆在当前环境中的准确位置。而高精地图与高精定位相结合,车辆 能够提前了解当前位置可能的道路特征情况,提高传感器的识别精度,降低对传感器的性 能要求。 技术技术辨析辨析:绝对位置和相对位置:绝对位置和相对位置如何助力自如何助力自动驾驶动驾驶 绝对位置:绝对位置:GNSS、RTK、IMU GNSS定位领域的“中流砥柱” 。定位领域的“中流砥柱” 。GNSS 全称为全球卫星定位系统,泛指所有的 卫星

19、导航系统,包括中国的北斗、美国的 GPS、欧洲的伽利略、俄罗斯的格洛纳斯等,以 及相关的增强系统。目前 GPS 仍在技术和普及程度方面保持领先。实现相对精确的卫星 定位至少需要 4 颗卫星:首先由三颗卫星发出电磁波信号形成的球面相切于一点,得到定 位物体的空间坐标,但由于定位物体例如自动驾驶汽车的时钟与卫星的时钟并非精确 的标准时间,时间度量的误差意味着无法正确计算信号传播距离,由此引入第四颗卫星进 行钟差的解算。消除时间误差能够有效提高定位精度,但卫星定位过程中的其他误差因素 仍难以避免,例如传输误差信号传输过程中遇到电离层、对流层等环境因素影响导致 传输路径发生偏折, 导致信号传输距离计算

20、误差。 卫星定位的定位误差一般在 5-10m 量级, 无法充分满足自动驾驶汽车对高精定位的要求,因此需要寻求其他辅助解决方案。 计算机计算机行业行业“智能网联智能网联”系列之七系列之七2020.9.16 请务必阅读正文之后的免责条款部分 4 图 4:卫星定位示意图 资料来源:视觉中国 RTK“地面上的卫星定位系统地面上的卫星定位系统”。RTK 技术指实时动态载波相位差分技术,通过地 面基准站与流动站之间的观测误差,实现分米乃至厘米级的高精度定位。卫星定位的误差 难以避免,而地面上某些固定点位的绝对位置坐标是可以相对精确给定的例如特定的 地理坐标点、卫星接收站等,以该点位为中心的 20-40km

21、 半径范围内,对流层、电离层等 环境干扰对卫星信号的干扰方向和程度基本一致。 因此这类点位作为 RTK 中的 “基准站” , 协助附近的运动物体“流动站”矫正卫星定位的结果。简要流程如下:一、基准站将 卫星定位结果与已有精确坐标比对,计算出此时该区域的卫星定位的综合误差;二、基准 站将该误差数据发送给附近的流动终端;三、流动站收到误差数据,矫正自身卫星定位结 果,实现厘米至亚米量级定位精度。RTK 技术分为单频和双频两种,单频 RTK 接收 L1 载 波信号, 误差在分米量级; 双频 RTK 接收 L1、 L2 载波信号, 误差可以达到厘米量级 (L1、 L2 属于不同频段的卫星信号) 。目前

22、,绝大多数的 RTK 定位技术采用双频模式。 图 5:RTK 定位原理 资料来源:CSDN 博客 计算机计算机行业行业“智能网联智能网联”系列之七系列之七2020.9.16 请务必阅读正文之后的免责条款部分 5 从从 RTK 原理可以看出,除设备和技术本身,原理可以看出,除设备和技术本身,RTK 定位精度还取决于基准站绝对位置定位精度还取决于基准站绝对位置 的精度,以及距基准站的距离。的精度,以及距基准站的距离。千寻位置已在全国建立超 2600 个地基增强站,依托北斗 地基增强系统实现“全国一张网” ,能够向全国大部分地区提供实时厘米级定位服务。而 在四维图新旗下高精度定位服务提供商六分科技的

23、 2020 产品发布会上, 六分科技 CEO 金 水祥表示,六分科技正在全国范围内积极布设基准站网,实时接收北斗、GPS、伽利略、 格洛纳斯和准天顶卫星系统五大系统的卫星数据,基于自研算法提供高精准定位服务。 IMU实现不依赖外部信息的自主导航。实现不依赖外部信息的自主导航。IMU 即惯性测量单元,是组成惯性导航系 统的设备单元,由陀螺仪、加速计、算法处理单元三部分组成。陀螺仪与加速计分别测量 角度、 加速度信息。 不依靠外界的信息输入, 惯性导航系统可以向自动驾驶汽车提供航向、 姿态、速度、位置等导航参数,是高精定位不可或缺的一部分。IMU 提供信息的维度称为 自由度(DOF) ,三轴(x

24、轴、y 轴、z 轴)陀螺仪加三轴加速计,组成六自由度 IMU,也 称六轴 IMU。再加上用于测量相对于地球磁场方向的三轴磁强计组成九自由度 IMU,也称 九轴 IMU。IMU 提供的信息与汽车轮速记、方向盘转角等信息有重叠,为自动驾驶汽车感 知方位与姿态提供冗余信息。 图 6:IMU 内部结构图 资料来源:System Plus Consulting IMU 在自动驾驶汽车高精定位中的作用: 协助在自动驾驶汽车高精定位中的作用: 协助 GPS 定位与无外部信号自主导航。定位与无外部信号自主导航。 IMU 在自动驾驶过程中时刻发挥着作用:GPS 信号的更新频率为 10Hz也就是每 0.1 秒更

25、新一次 GPS 定位信息,而 IMU 设备的更新频率在 100Hz 以上,在两次 GPS 信号更新之 间, 自动驾驶汽车可以结合 IMU 提供的车辆方位、 姿态、 速度等信息推算汽车的精确位置, 实现高频率高精度定位,满足自动驾驶汽车对实时定位的要求。而在无定位信号或弱定位而在无定位信号或弱定位 信号区域,自动驾驶汽车可以通过信号区域,自动驾驶汽车可以通过 IMU 实现短时间自主导航实现短时间自主导航这是这是 IMU 在自动驾驶高在自动驾驶高 精定位环节发挥的另一重要作用。精定位环节发挥的另一重要作用。 例如, 当自动驾驶汽车驶入隧道、 山路等信号较弱路段, 或接收电磁波信号、光信号(用于摄像

26、头识别)受到强烈干扰导致设备无法正常工作时, 汽车保留最后一次稳定接收到的定位数据, 基于 IMU 提供的参数信息计算汽车在弱信号路 段的具体位置,结合高精地图数据实现自主导航。但 IMU 的计算误差会随时间增大,因此 强调是在一定时间范围内的自主导航。 计算机计算机行业行业“智能网联智能网联”系列之七系列之七2020.9.16 请务必阅读正文之后的免责条款部分 6 图 7:IMU 协助 GPS 定位 资料来源:中信证券研究部绘制 图 8:IMU 实现自主导航 资料来源:中海达 表 1:惯性导航系统与 RTK 定位系统对比 惯性导航系统惯性导航系统 RTK 定位定位 精度精度 短期测量精度高

27、高(2-30cm 级别) 功能功能 弥补 GPS 定位缺陷,精确感应定位和车身姿态 辅助 GPS 实时测量,获取厘米级的定位精度 优势优势 全天候工作、受外界干扰小、短期精度和稳定性 好、数据更新率更高 定位精度高 劣势劣势 成本较高、不能脱离 GPS 长时间工作、需要初 始对准时间 需保持接收有效的 GPS 信号 资料来源:亿欧2017 年中国自动驾驶产业研究报告 相对位置:相对位置:点云匹配与视觉定位点云匹配与视觉定位 绝对位置定位以地球为参考系,相对位置定位以当前驾驶场景为参考系。绝对位置定位以地球为参考系,相对位置定位以当前驾驶场景为参考系。相对位置定 位思路与人类驾驶过程更为类似:人

28、类驾驶员在驾驶过程中,通过视觉观察周围场景中的 计算机计算机行业行业“智能网联智能网联”系列之七系列之七2020.9.16 请务必阅读正文之后的免责条款部分 7 物体,包括建筑、路缘、标志线等,经过比对判断车辆在当前场景中的位置。类似地,自 动驾驶汽车通过高清摄像头、激光雷达等感知设备获取周围场景内物体的图像或反射信号, 将其与事先采集的高精地图数据进行匹配,从而获取对车辆当前位置的精确估计。 图 9:激光雷达点云匹配定位 资料来源:2010 IEEE International Conference on Robotics and Automation 相对位置定位可以分为(激光雷达)点云匹

29、配和视觉定位两大技术路线。点云匹配相对位置定位可以分为(激光雷达)点云匹配和视觉定位两大技术路线。点云匹配以 激光雷达为核心:激光雷达向外发射激光脉冲,从地面或物体表面反射形成多个回波返回 到激光雷达传感器,经处理后的反射数据称为点云数据。采集到的点云数据与高精地图进 行匹配,以实现汽车在当前场景的高精定位,目前主流的匹配算法包括概率地图与 NDT (正态分布变换)算法两种,代表玩家如 Google、HERE、TomTom。视觉定位以摄像头 为核心, 分为两种路径: 视觉匹配与视觉里程定位。 视觉匹配视觉匹配通过提取图像中的道路标识、 车道线等参照物体与高精地图进行匹配,实现精准定位,代表玩家

30、如特斯拉、Mobileye、 英伟达。基于视觉里程算法的定位技术以双目摄像头为主,通过图像识别以及前后两帧图 像之间的特征关系来计算车辆当前位置,但该方案依赖摄像头的成像质量,在光线不佳、 视线遮挡等环境下定位可靠性有待考量,一般不会单独使用。不管是点云匹配还是视觉定 位, 在实际运用中都并非单纯依靠某一种感知设备, 而是实现包括 GNSS/RTK 定位、 IMU、 雷达在内多套子系统的融合。 计算机计算机行业行业“智能网联智能网联”系列之七系列之七2020.9.16 请务必阅读正文之后的免责条款部分 8 图 10:测绘激光雷达系统组成 资料来源:华测导航 绝对位置与相对位置绝对位置与相对位置

31、互为结合,互为补充互为结合,互为补充 高精度定位由多个定位导航子系统交叉组成,彼此之间相互冗余。高精度定位由多个定位导航子系统交叉组成,彼此之间相互冗余。按照百度 Apollo 的划分,适用于自动驾驶汽车的定位技术可由六部分组成,分别为:惯性导航(定位) 、 卫星定位、磁力导航(定位) 、重力导航(定位) 、激光点云定位、视觉定位。不同部分之 间优势互补,定位结果之间相互重叠以矫正误差,提高定位精度和鲁棒性。以 Apollo2.0 多传感器融合定位模块为例,以 IMU 为基础的惯性导航解算子模块、以地面基站和车端天 线为基础的 GNSS 定位子模块、以及以激光雷达、高精地图为基础的点云匹配子模

32、块相互 融合,输出一个 6 DOF(自由度)位置和姿态信息,并且融合结果反馈给 GNSS 定位和 点云定位子模块,提高两定位模块的精度。在该框架中,GNSS 定位模块向系统提供车辆 绝对位置信息,而点云定位模块向车辆提供相对距离、相对位置信息。 图 11:百度 Apollo2.0 多传感器融合定位模块框架 资料来源:百度 Apollo 自动驾驶公开课 计算机计算机行业行业“智能网联智能网联”系列之七系列之七2020.9.16 请务必阅读正文之后的免责条款部分 9 图 12:百度 Apollo 高精定位测试案例 资料来源:百度 Apollo 自动驾驶公开课 高精定位的市场格局与高精定位的市场格局

33、与行业行业展望展望 市场格局:市场格局:软硬结合,各方云集软硬结合,各方云集 高精度定位市场各高精度定位市场各方云集,市场当前仍处于“成长期” 。方云集,市场当前仍处于“成长期” 。纵观国内高精定位市场各方 参与者的来路, 大致可以分为如下几类: 一是传统导航类定位企业, 这类企业在 GNSS/RTK 定位、相关导航定位硬件等领域已经拥有深厚的应用基础,并以此为起点进军面向自动驾 驶的高精度定位市场,例如华测导航、北斗星通等;二是定位算法与高精地图供应商,这 类企业更关注方案融合,而非硬件基础,例如专注于高精度定位算法与服务的千寻位置, 而由于高精定位与高精地图之间的紧密关联,高精地图供应商如

34、高德、四维图新等同 样积极参与其中;三是自动驾驶技术研发企业,例如百度的 Apollo,由于其“主战场”在 自动驾驶技术本身,对高精定位领域的开拓具有联动优势,更容易结合激光雷达、摄像头 等感知设备量身打造高精定位系统。当前 ADAS 已经大规模落地,而对高精定位依赖程度 更高的 L3 级别自动驾驶也已进入上路前最后冲刺阶段,作为自动驾驶系统重要组成部分 的高精定位领域正在迅速发展和扩张,为 L3 级别自动驾驶大规模量产做“最后准备” 。 表 2:国内高精定位相关企业 相关领域相关领域 相关产品相关产品/方案方案 企业概况企业概况 千寻位置 算法、服务 千寻 FindAUTO 算法及定位 服务

35、 中国兵器工业集团和阿里巴巴合资成立, 为上汽、广汽、蔚来汽车等 40 余家主机 厂提供高精度定位解决方案 高德地图 高精地图、算法 高精地图+高精定位一体化解 决方案 阿里巴巴子公司,2017 年 8 月与千寻位 置达成合作,致力于提供提供“高精地图 +高精定位”的一体化解决方案 百度 算法 Apollo 高精定位方案 计算机计算机行业行业“智能网联智能网联”系列之七系列之七2020.9.16 请务必阅读正文之后的免责条款部分 10 相关领域相关领域 相关产品相关产品/方案方案 企业概况企业概况 四 维 图 新 (002405)- 六分科技 RTK 定位、算法 厘米级差分定位服务 专注于高精

36、度定位产品研发和商业化应 用服务 移 远 通 信 (603236) GNSS 定位模组 LG69T, L26-P 物联网与无限通信模组供应商, 业务涉及 5G、NB-IoT、C-V2X、GNSS 等 华 测 导 航 (300627) 硬件、算法 P2高精度 MEMS组合导航系 统 高精度卫星导航定位产品及系统解决方 案提供商, 产品涉及北斗导航应用、 RTK、 激光雷达系统等 戴世智能 IMU 器件 MS 系 列 惯 性 测 量 单 元 ; IFS-2000系列 惯性测量及卫 星定位融合传感器 高精度惯性定位解决方案提供商, 为自动 驾驶提供高精度定位与运动感知支持 导远科技 惯性导航、 GN

37、SS/RTK 硬件 INS570D 高精度车载组合导 航定位系统 专注于惯性自主导航技术开发和产品制 造 北 斗 星 通 (002151) 惯性导航、 定位芯片 IMU 系列产品, Nebulas-II UC400 高精度 GNSS 导航定 位芯片 国内卫星导航首家上市公司, 业务涉及卫 星导航、通信、汽车智能网联等领域. 子 公司和芯星通专注于高精度定位算法和 芯片研发 中海达 (300177) 惯性导航、 GNSS/RTK 硬件 RTK 系列产品, 北斗地基增强 系统 深耕北斗卫星导航与高精度 RTK 定位 中电昆辰 RTK 定位 “鹰眼”自动驾驶方案 依托于电子科技大学科研团队, 工业与

38、商 用高精度定位产品及解决方案提供商 资料来源:中信证券研究部 国外芯片巨头参与中国高精定位市场的底层竞争。国外芯片巨头参与中国高精定位市场的底层竞争。同智能手机芯片类似,高精定位芯 片为整个定位子系统提供算力支持,芯片性能关系到定位精度、功耗、系统成本等方面。 目前,国内高精定位芯片领域的竞争格局已经初露头角,国内玩家包括华为、移远、 “北 斗系”的北斗星通等,海外玩家包括高通、u-blox、意法半导体(ST) 、英伟达等芯片巨 头。2018 年 3 月,千寻与高通达成技术合作,将在高通骁龙 X5 LTE 车载通讯芯片中集成 高精度位置服务;2019 年 12 月,高德与英伟达宣布达成战略合

39、作,英伟达将为高德高精 地图和定位技术提供芯片和算法支持。此外,u-blox 的 F9 技术平台、ST 的 Teseo APP 系列等高精定位芯片也已出现在国内面向自动驾驶的高精度定位市场。 计算机计算机行业行业“智能网联智能网联”系列之七系列之七2020.9.16 请务必阅读正文之后的免责条款部分 11 图 13:u-blox F9 技术平台 资料来源:维科网 高精定位技术的应用落地需要硬件支持和软件算法相结合。高精定位技术的应用落地需要硬件支持和软件算法相结合。 硬件支持包括 GNSS/RTK 模组、惯导器件、用于匹配定位的激光雷达和摄像头、以及地面基准站建设等,决定高精 定位的质量。而软

40、件算法则实现不同感知设备之间的数据融合与协作,同自动驾驶系统更 好地对接。2019 年 9 月,千寻位置联合移远通信、ST 共同发布面向 L3 及以上级别自动 驾驶车辆的 LG69T 车规双频高精度定位模组,能够实现在开阔环境下 10cm 精度的定位 数据,而在高架下、隧道等卫星信号遮挡区域,也能够连续保持高精度定位能力。在此次 三方合作中,由千寻位置基于其 FindAUTO 的高精度定位服务和终端算法,ST 提供定位 芯片和惯性测量单元,移远负责封装。 图 14:千寻、移远、ST 联合发布的 GNSS 高精度定位模块 资料来源:移远通信官网 计算机计算机行业行业“智能网联智能网联”系列之七系列之七2020.9.16 请务必阅读正文之后的免责条款部分 12 行业展望:行业展望:北斗组网,融合发展北斗组网,融合发展 北斗是卫星定位环节的中国方案,国产替代循序渐进。北斗是卫星定位环节的中国方案,国产替代循序渐进。卫星定位是高精定位的支柱环 节,涉及定位卫星、地面基准站、接收单元、定位芯片、融合算法等多个子环节。2020 年 6 月,北斗卫星导航系统完成全球组网,意味着北斗将能够为全球用户提供高精度的定 位、导航和授时服务。据新华

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