RTK厘米级定位技术助力汽车智能驾驶向L3级别迈进

       传感器如激光及毫米波雷达快速渗透到汽车领域，充当无人驾驶汽车的“智慧之眼”。但仅凭这些并不能够充分满足无人驾驶超高的安全性要求，无人驾驶还需要全局性的决策以及先验性预测的支持，才能充分保证在纷繁复杂的交通道路上一路畅行，因此以RTK为代表的高精度定位技术的价值已日渐体现出来，但受制于成本、量产能力以及其他技术的发展进度，RTK高精度定位技术在车载领域的应用仍存在多方挑战，但随着智能驾驶向L3级别迈进，未来RTK高精度定位技术有望实现在汽车领域的全面普及。

  充当汽车“天眼” 车载RTK定位技术优势多

  要保证自动驾驶汽车在短程路段上不受安全性的威胁，激光雷达以及毫米波雷达等车载传感器的地位不可或缺。但在要实现更长距离的路况(比如长距离弯道以及岔路口)甚至全局的路况侦测，主流的传感器技术几乎发挥不了作用，如果没有高精度定位技术的支持，悲剧可能会近在眼前。

  其实，这种悲剧并不乏先例，尽管开启了自动驾驶模式，车用传感器仍不能保证万无一失。就在去年5月7日，特斯拉的Model S在Autopilot模式下发生车祸，并最终导致驾驶员死亡。事后经过调查发现，车祸原因是由于在逆光的影响下，Model S上安装的车用雷达传感器都没有成功检测出前方长弯道出现的拖车，而直到驾驶员真正意识到前方路况时为时已晚，从而致使两车相撞，且该事件发生后，也直接导致了特斯拉与Mobileye分道扬镳。由此可见，单纯的主流传感器技术并不能够充分满足自动驾驶模式下汽车的安全性要求。

        不仅如此，由于车用传感器的性能容易受光线、天气以及障碍物遮挡等因素的影响，目前并不能够很好的实现在特定环境下汽车的应用需求，广州中海达测绘仪器有限公司总监杨伟辉在接受《华强电子》采访时表示，相比之下，RTK厘米级定位技术不仅拥有更低的成本优势，而且能够准确的给出车辆在某个细微时间区间内的绝对位置以及车辆所处的交通环境等全局高精度信息，同时也无需再搭载另一套运动传感器即可获得更高精度的俯仰角、航向以及路面坡度等重要的汽车姿态参数的侦测，这些对于保证汽车的安全行驶尤为重要。

       北京和芯星通科技有限公司战略总监王旭社也对记者表示，当前的RTK高精定位技术需要配合高精度地图才能充分发挥作用，这也是目前诸如谷歌、百度以及宝马、奥迪、奔驰和福特等厂商竞相投资高精度地图服务企业的关键原因。而通过与高精度地图技术的配合，车载RTK技术能够在中短基线的情况下实现5cm以内精度的定位，并通过双天线定向板卡做到精确侦测汽车的姿态及路况信息，这对于自动驾驶汽车实现全局路径规划、先验性预测以及车辆姿态的精确控制大有裨益，同时也在最大程度上避免了急刹车、急加速以及众多交通事故的发生。

  除此之外，在极端天气及环境下，该技术也能够做到车道线级别的位置侦测，OmniVision(豪威)CMOS影像传感器OV芯片 能够识别主流传感器在这种环境下所不能够定位到的道路边线以及障碍物信息，王旭社补充到，由于RTK定位的数据来自于高精度的卫星导航，因此路面以及道路等场景不清晰也不能够影响其发挥作用。而且，在未来的车联网应用场景下，RTK高精度定位技术的潜力十分巨大，能够通过V2X等手段，建立一整套智能化的高精度交通调度系统，让行驶中的汽车能够互相分享各自的高精度位置及行车信息，助力“无红绿灯”的智能交通的实现;此外，与激光雷达等传感器不同，RTK技术在做点云匹配时，只需调用某个路段的图像数据，因此能够很大程度的减少系统的运算量以及数据存储量，充分节省系统资源。

  不过，该技术也有自身的劣势，比如在高楼树木遮挡的城市街道、各种干扰源区域、隧道天桥、临水道路等场景下，会对卫星信号强度、可见卫星数量、多路径效应以及卫星信号质量造成不小的影响，因此也会直接威胁到RTK技术的定位精度。而针对这些不足之处，各厂商也都是使用了多技术协同的手段来充分满足汽车电子领域的应用需求。

  杨伟辉对记者介绍：“针对这类问题，我们从几个关键的方向出发来给出解决方案。首先，通过研发叠状的螺旋天线适配到RTK定位模块当中，解决了城市高楼树木遮挡带来的卫星信号差的问题;其次，我们采用了紧组合惯性姿态检测技术来消除多路径及其他干扰引起的定位跳点问题，使得动态定位的可靠性得到极大提升;另外，我们也采用了松/紧组合惯导来协助RTK定位技术解决车载经过隧道、天桥等完全遮挡无卫星信号的情况下持续定位的问题;最后，采用星基增强解决地基增强信号覆盖不足的问题，使得车辆在移动网络无法覆盖的地区也能够正常发挥RTK厘米级定位的效果。”

       而就目前来看，国内受到广泛认可的主要还是NovAtel公司的SPAN系列产品，王旭社表示：“尽管在卫星信号受遮挡情况下，SPAN系列产品也能够提供较长时间的高精度定位。而站在和芯星通的角度来看，我们认为‘RTK+高性能惯性导航+里程计’将会组成一套较为完备的高精度定位系统，当然如果高精度地图能提供地图反馈的功能，甚至基于地图可以判断楼宇桥梁位置，并对卫星信号的遮挡及多路径效应做出提前预判，就能够大幅提高RTK定位精度。而从更广泛的意义而言，高精度地图的目的则是让智能驾驶控制者能最大程度的‘用好’RTK定位技术，如果仅知道绝对精准的位置，没有对应的地图提供精确的外围环境而不能完成匹配，则对智能驾驶而言就没有意义。”

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