AutoR智驾 2019-10-08 11:07
揭秘千寻位置为智能驾驶提供的最强定位模组:明年交付、精度高达10厘米
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千寻位置智能驾驶专有服务可提供的完好性风险达到10-7/h,意味着服务对定位结果可用的判断,一千万小时,约合1140多年才会出错一次。
全球首款车规级双频高精度卫星惯导融合定位模组诞生!


代号——LG69T。


LG69T可为智能驾驶汽车提供实时精准的定位能力,也能为自动驾驶大规模商业化的技术支撑,2020年年中具备交付能力,最早在2021年量产的车型中投用。


该模组由精准时空服务提供商千寻位置、半导体供应商意法半导体、无线通信与定位模组供应商移远通信共同打造。


其中,千寻位置提供高精度定位服务和智能终端算法,ST提供高精度定位芯片和惯性测量单元,移远通信进行封装。


千寻位置智能驾驶事业部总经理年劲飞表示,“高精度定位开始进入了双频时代,在消费级,我们是要把双频模组应用到车辆上,基于这样的考虑,今天发布的模组面向消费级其实是很重要的时间节点。”


不同于传统单一高精度定位模组或者单一惯性导航产品,LG69T融合这两者,降低了研发成本,从技术上来看,当车辆卫星导航定位信号不可用时,LG69T可无缝切换到惯性导航,实现精准定位的连续性。


LG69T最主要的特点是内置了千寻位置提供专有服务FindAuto和智能算法,同时采用了ST最新一代的定位芯片STA8100GA,可实现小于10厘米的定位,这样做的好处就是能够满足目前的自动驾驶汽车的需要。


更为关键的是,之前单频高精度卫星惯导定位模组更新频率最大是10HZ,现在LG69T最大可以支持到50HZ的更新频率。


在现场,移远通信车载产品线总经理王敏做了一个对比测试,通过车辆进入高速公路的场景来展示LG69T的性能,为了形成对比,左边的黄颜色是普通的定位模组。


在视频中可以看到左上角是实况组,水平的位置监督和垂直的位置监督,不难发现使用该模组后的车辆基本上是水平在10厘米以内,垂直也是10厘米以内。


其中很重要的一点是,当车辆进入隧道,可以实现车道级的定位监督。


在视频中还有一个场景是在下路高速口,然后进入了高架下面,高架下面有一些建筑物的遮挡,可以看到普通的这种定位其实它飘的很远,多频的RTK的技术基本上也可以在水平里以内,完全可以实现高度自动化的要求。


根据实测结果,集成这款模组的车辆在开阔环境下可以获得精度10厘米的定位数据,准确判断自身所处的车道,在高架下、隧道等在卫星信号被遮挡的区域,也可以保持连续的高精度定位能力。


我们知道处于高速运行中的自动驾驶汽车,位置数据不断变化,它需要实时精准感知所在位,才能进行自主决策。


而LG69T优势之一就是能够为高速自动驾驶汽车提供定位支持。


年劲飞表示,“卫星导航系统定位结果虽然大部分时候是可信的,但一旦出错,将严重威胁自动驾驶安全。”


除此之外,为了保障自动驾驶的足够安全,千寻位置还推出专有服务和智能算法。


接下来,重点介绍千寻位置的专有服务和智能算法。


先看一组数据:千寻位置智能驾驶专有服务可提供的完好性风险达到10-7/h,意味着服务对定位结果可用的判断,一千万小时,约合1140多年才会出错一次。


极低的错误率来自千寻位置智能驾驶专有服务可提供功能完好性,能够实时对卫星定位结果进行判断的特点。


首先面向的是车路场三种不同应用客户,在车端提供精准定位为主,在中间有FindNow快速定位、厘米级服务还有融合定位。


在路端,千寻位置主要提供地图纠偏,目前面向智能驾驶行业已经提供了500万公里的地图纠偏服务。


在场端更多是位置数据服务,在FindAUTO里面,千寻位置将在车端的精准定位以及在路端的地图纠偏能力以及合作伙伴的能力做一定的整合。


同时,针对原来整体服务能力也进行了全面升级,首先是基础设施层,千寻时空智能服务的基础设施主要是在基准站、云计算平台以及传输网络。


基础设施方面,千寻位置有2400多个基准站,在设计和选址的时候已经充分考虑了站与站之间的冗余备份,以便站出现问题的时候附近站可以进行冗余和备份,保证周边服务能力不降级。


同时在站搭建的时候采用了双天线双接收机的形式,在每一个基准站传输数据回到数据中心的链路上进行了全冗余传输链路的保障。


千寻位置的目标是2020年底前达到国家级以及省级百分之百高速覆盖。


在传输链路方面,千寻位置在传输链路做了双链路的冗余,采用卫星链路等进行双冗余的播发,保证车端接收机可以接收到时空服务。


千寻位置智能驾驶产品架构负责人宋子未表示,“全链路保障体系可以达到10的负7次方的完好性指标。”


在服务运维方面,千寻位置强调的是351体系,首先是三层可用的架构,采用了双活、同城异地容灾保证稳定。


此外,采用了五层服务质量监控,对整体服务能力或者是服务精度以及可用性进行监控,保证可以最早地发现这个问题点,并且对它进行及时的解决。


另外,有一个24小时的应急响应中心,能够从五层监控架构中对问题进行分析和解决。


最终达到99.99%的服务可用性,对于剩下的0.01%承诺在发生P1等级的时候,做到15分钟故障的响应,并且在30分钟内将故障进行解决。


在信息安全方面,千寻位置依靠的是云、网、端,在做到大规模的结算能力的同时,可以保证整个云端可以非常安全地工作。


宋子未说,“在中间我们应用了一系列的安全架构防日均万次的DDOS攻击。”


在智能算法方面,千寻位置智能驾驶高级算法专家孙海鹏提出了三个观点:性能最优、功能安全和快速进化。


时空智能2.0的精准算法是如何做到?


这其中包括五个部分:情感感知模块、紧组合、完好性监测、功能安全管理和自动调优平台。


首先,情感感知模块。


千寻位置采用存储算法融合的策略和参数,存储在本地或者是通过服务端下发,通过这两个匹配形成最优决策的输入。


情景感知一般采用机器识别,事先通过有标签的真实数据训练它,训练好的模型实时地在算法中运行,得到实时的结果。


比如,在上海中环以及内环南北高架千寻位置测了500米以上的上下坡,统计了准确率,结果显示,准确率可以做到100%,召回率可以做到90%,意味着有100次的上下坡可以识别90次,而且这90次是正确的。


第二,紧组合。


我们知道卫星信号定位的原理是测量用户到卫星的精确距离,从卫星端到传播过程中通过大气的延迟到端,所有卫星的误差会通过千寻位置的专有服务准确地估计出来,再下发到终端,提升精度。


但是到了地面终端,尤其是遇到高楼遮挡,卫星的误差很难被检测和剔除,因为在卫星定位结果做的一些检测,可以检测一些变化,但是对于缓慢变化误差不怎么准确。


千寻位置采用紧组合的方式可以很好地辅助可以加快收敛速度,千寻位置展示了一个结果是在0.1米的精度上,所占的百分比是提高了15%。


孙海鹏表示,“紧组合有几个优势,首先是固定率、收敛时间、精度、完好性可以做到全面的提升。”


第三,完好性监测。


完好性监测最重要的一点是融合的过程,从输入量开始到融合的过程检测体现。


在传统的卫星信号的检测采用RAIM的方式,千寻位置在此基础上增加了机器学习的方式,两种方式可以构成算法的异构,保证选型的可靠性。


第四,功能安全管理。


一般传统的软件功能安全更多考虑信息安全、数据安全或者是协议安全,对智能算法还要增加系统故障、硬件以及环境的影响。


千寻位置的做法是在底层做支撑,比如对故障分析会站在整体系统的角度从顶层到底层采用演绎方面分析故障发生的概率以及故障串联和并联的关系,同时采用归纳法,把每个故障对系统的影响分析出来。


其次,在智能算法实施的过程中会采用相应的故障检测的方法识别故障,目的做到准确。


识别出来的故障保证系统正常的运行,采用冗余的算法或者是故障剔除的算法。


通过这套功能安全管理实施体系,保证智能算法是全方位安全的,是快速响应的,并且对故障做无缝处理。


第五,自动调优平台。


首先要知道是有感知的模型、精准模型以及故障识别的模型,这些模型是如何在实际的过程中调到最优的状态。


传统的调优是人工调优,手动调优,然后进行一个个数据分析,这种调优很容易让算法陷入到局部最优的状态,但不能保证全部最优。


千寻位置的做法是从质量的配置、场景的配置到参数的配置,代码的选择以及参数的选择都做成自动化,而且在调优的过程中通过动态的方式加速寻优。


孙海鹏举了个例子,比如有500万公里的数据,按照50公里每小时计算,相当于50万个小时。


这些数据如果用100个节点计算,完成1000组参数的调优,再完成选参需要10个小时,传统做法需要几个月。


可以看出千寻位置应用专有服务和智能算法互相配合,构成了时空智能能力的基础。


不过,这两个要素该如何深度融合到智能驾驶行业的方案中?


千寻位置智能机器业务负责人裴世兵表示,“高精准定位的算法和服务它是需要依赖于平台的服务。所以我们又加入了通信单元,这几个部分加在一起就形成了一个用来承载时空智能定位的一个核心硬件,在这个硬件周围加上电源、输入输出甚至包括系统软件和功能软件,就构成完整的具备完整功能的设备。”


在去年杭州云栖大会“精准定位IoT时代”峰会上,千寻位置发布了三大解决方案,在业内首次将产业级市场上应用的高精准定位服务全面引入消费级市场。


而今年随着越来越多搭载L2级别自动驾驶汽车上路以及特定场景下自动驾驶汽车的示范运营,千寻位置也从多个方面出发进一步优化高精定位的能力。


当下,高精度定位已经成为众多自动驾驶公司产品落地不可或缺的一部分。


用年劲飞的话来说就是,“千寻的时空智能不是万能的,但是没有千寻的时空智能是万万不能的。”


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