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中电昆辰朱晓章:我们可以量产高精度的定位传感器

佐思汽车研究 来源:电子发烧友网 作者:工程师谭军 2018-07-16 08:38 次阅读

2018年6月21-22日,由布谷鸟科技、佐智汽车主办,艾拉比智能、ADI亚德诺半导体、索喜科技赞助支持的“2018第二届智能座舱与智能驾驶峰会”在深圳福田区绿景锦江酒店举办。中电昆辰董事长、电子科技大学副教授朱晓章博士在会上做了《鹰眼超宽带空间定位—自动代客泊车的厘米级定位》的主题演讲。

中电昆辰董事长、电子科技大学副教授 朱晓章博士

朱晓章:今年年底的时候,一些4S店将可以买到带有自主泊车功能的车型。多了两个字“自主”,驾驶员就不用再开车到车位前面,而只需要把车开到停车场的入口,然后车会自己去泊车。不管碰没碰,慢了还是快了,驾驶员都不用关心。当你要走的时候,用手机预约一下,车就会在路边等待,如果车在路边碰了,由主机厂负责。

我们就是为主机厂提供能自主泊车的功能,并可以量产的高精度定位传感器,名为鹰眼。技术路线上,我们用超宽带微波。

自动驾驶的标杆车型及定位传感器

说到驾驶员不动方向盘开车,永远离不开这几个自动驾驶的标杆车型。它们的车顶上都有各种各样一般买不到的复杂传感器,那么有哪些传感器呢?

LiDAR-SLAM,能发出很多条线的激光,较多的有64线或128线,激光扫描周围环境产生点云图像,然后通过不断比对每次点云的差别来获得车身相对移动的位置,或者通过比对基础地图来获得厘米级的定位。

RTK-GNSS,通过抗多径功能天线的增强卫星接收机,在城市中获得厘米级的定位。一般的卫星接收机不贵,但有抗多径功能天线的卫星接收机就很贵,可能上万。

360度环视SLAM,将整个车身周围一圈的画面高清录制下来,并且一帧一帧地比对它的移动距离。

RF-Radar SLAM,包括前视77GHz毫米波雷达,侧视或后视24GHz/77GHz毫米波雷达,根据雷达的距离分辨、速度分辨等形成图像,也能做SLAM。

这些传感器的目标都是希望获得厘米级的定位,有高精的地图、高精的定位后,车才可以自动驾驶。

整套传感器大概需要15K美元左右,也就是10多万人民币,这个价格已经远超过车厂量产和4S店可承受的价格,但是这些成本只是为了获得厘米级的定位。

来源:中电昆辰

鹰眼超宽带定位技术

目前我国不允许自动驾驶车辆在公共道路上进行测试,只允许在封闭场地内(或数量极少的指定道路上)测试,我们能提供很好的办法在场地内获得厘米级定位。中电昆辰的方案也已经应用到量产车型上,该车型在4月的北京车展已经发布,年底就能买到。

它是全球第一个具有人工智能自主泊车系统的量产车型,而且用户几乎感觉不到这个功能所带来的售价变化,同时它有正常的外观,和完美的场地自动驾驶功能。中电昆辰就是这套系统高精度定位的前装供应商。

来源:中电昆辰

中电昆辰的工作可以降低整车传感器的成本,通过鹰眼超宽带定位技术来实现厘米级的定位,系统会很简洁,又非常实用。这样厘米级的定位将不再需要传统传感器来支持:

Lidar:可以退化为激光探测仪。

RTK-GNSS:不需要抗多径的天线,单接收机就可以,也可支持座舱仪表。

环视SLAM:只需做车道线识别。

RF-Radar:只需做前车跟踪,类似于自适应巡航,这样的传感器在第一梯队的供应商那里只需要几百块。

由中电昆辰“鹰眼”来完成厘米级定位,其他具有量产能力的传感器来完成环境感知。一些非合作目标,比如停车场有人驾驶的车、小孩、工作人员、宠物,就由传统的传感器探测,本车在停车场的高精度定位则由鹰眼完成,这样整车的传感器将会是原来价格的1/10。因为我们的方案能降低相当多的成本,所以在年底会有两三个主机厂带自主泊车系统的车型量产。

来源:中电昆辰

量产及系统

我们在鲨鱼鳍里集成了自己的PCB,包括手机的4G天线、卫星接收天线,组成了为车辆提供高精度定位的量产部件。

我们还需要对停车场进行改造,就像我们买了iPhone,肯定要有3G、4G卡,有了数据流量手机才好用,大屏的优势才能发挥。完成后,车辆不仅知道自己在停车场的位置,同时还知道停车场其他自动驾驶车辆的位置。这相当于赛车游戏的小地图,你知道自己在哪儿,也知道竞争对手在哪儿,从而判断怎么超越它或者不碰到它。

测试数据

这是我们在现场的测试数据。首先是精度,下图右下角可以看到最大正差,最大的左偏是7厘米,最大的右偏是1.3厘米,加起来10厘米左右,也就是99.7%的3倍标准差。这意味着有99.7%的概率可以信任我们的定位,偏离真实的位置不会超过一个苹果那么大。

来源:中电昆辰

其他弯道以及直道我们也都做了测试,直道一共拉出去50~60米,在这么长的距离上左右方向偏离不超过3~4厘米。

这些基础的数据证明我们可完美解决地下车库的高精度定位,同时让车端的部件尽可能合理,不影响消费者的驾乘感受。

中电昆辰朱晓章:我们可以量产高精度的定位传感器

来源:中电昆辰

中电昆辰发展经历

我们原本不是做汽车电子的,可以说是被动的加入到汽车电子洪流中。以前的客户利用我们的高精度定位技术,在场地里面做虚拟现实,多个玩家戴上头盔在场地里面打游戏、对战,无人机在室内飞行没有卫星定位,要做到高精度定位也需要我们的产品。

另外就是智慧工厂,在汽车生产线上有这样的应用,梅赛德斯奔驰在土耳其的卡车生产线用我们的设备对工人、车辆以及大型物料进行监督和跟踪。富士康用我们的产品来跟踪生产线上的手机,京东方也是我们的客户,还有在叉车的自动驾驶、港口机械的自动驾驶、监狱犯人看管等领域,都有我们传统的客户。正是因为有了在这些市场上的技术积累,我们才可以做到对停车场车辆进行高精度定位。

来源:中电昆辰

我们进入汽车电子的时候,面对非常大的挑战。原本工业级、消费者级的产品,如何达到汽车电子这样严酷的性能指标要求,和可靠性要求?我们组建了一个20~30人的团队,花了大概半年的时间,最终使已有领域的成熟技术达到了汽车电子的要求。客户要求-40℃到85℃,我们最终做到-60℃到135℃;客户要求1377小时的寿命实验,我们做到了2000小时,而且是三组;客户要求要达到2PPM的抽验,100PM的交付,我们做到100%的出厂验收。这些使我们这家原本不做汽车电子的企业,迅速成为了这个领域的定点单供。

未来社会道路应用系统结构设计

今天在地下车库做自动驾驶,不代表未来在社会道路上也一样能铺开,因为我们的基站在地下车库进行改造,而社会道路那么多,不可能完全做改造。我们要为未来做准备。

社会道路方案FocuStar

这是目前做的社会道路方案的原形系统(见下图)。我们和三大运营商合作,在道路上的路灯、交通标识灯、广告牌等路侧设备上附加我们的信标,车辆上有接收机,把GPS卫星信号传至路侧设备,使车辆在很近的距离上与信标通信,避免了电离层、高层建筑以及雨、雪、云、雾霾这类天气对卫星信号的影响。

来源:中电昆辰

这种方案对成本很敏感,因为卫星全球只需要几十颗,但是道路的基站、信标需要成千上万,我们必须为V2X系统的建设单位留下足够的空间。这部分不能采用卫星上的原子钟,我们就用一种特别的方式来做系统结构。

UBeacon是我们超宽带信号的发射站,黄色的Coordinator是参考站,参考站测试这些固定位置的时间不像原子钟那么精确,但是位置可以测得很准。同时,所有的信标和参考站都会把信息发给车辆接收端,车辆接收这些信息之后会解释自己的位置,并可达到5厘米的精度和每秒2000次的定位,这两个指标能保证车无论在高架桥上,还是有下穿或高楼林立的CBD区域中,都可以获得厘米级的定位,并且支持百公里每小时的车速。这是我们准备在未来阶段为主机厂提供技术支持的社会道路方案。

测试结果

下图是初步的测试结果,大家可以重点关注标准差,单位是厘米,在自己的房间里、实验场进行测试,都达到了鹰眼地下车库方案相同的效果,并且兼容ECU接口协议,这意味着主机厂为现在鹰眼地下车库方案做的软件接口的编写、控车逻辑的编写,在未来升级到FocuStar方案的时候是可以平滑兼容的。

来源:中电昆辰

最后,我们其实是一家传感器供应商,我们不控车,也不懂其他视觉传感器、卫星融合、激光雷达融合技术,我们是廉价好用的位置传感器供应商。我们和其他供应商一起,通过技术互补,提供可量产、消费者可承受、可放心使用、三四线可卖、不用经常返修的整合系统来支持主机厂。

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    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  目前没有详细产品特性的在线信息。 
    发表于 08-21 02:00 68次 阅读

    05282946-006 05282946-006 线性位移传感器 - LVDT

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  目前没有详细产品特性的在线信息。 
    发表于 08-21 02:00 58次 阅读

    05282946-012 05282946-012 线性位移传感器 - LVDT

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  电气特征 线性位移传感器 - LVDT/LVIT 电源电压 (V): ±15 模拟输出 : ±10 V 电气连接 : PT02A-10-6P 主体特性 线性位移传感器 - LVDT/LVIT 外形尺寸 : 圆柱形 弹簧回弹式 : 分离式铁芯, 分离式铁芯 壳体特性 线性位移传感器 - LVDT/LVIT 外壳材料 : 不锈钢 外壳直径 : 4.78 mm [ .188 in ] 使用环境 工作温度范围 : 0 – 70 °C [ 32 – 158 °F ] 环境规范 : 1,000 PSI 压力 ...
    发表于 08-21 01:00 121次 阅读

    070369000000-M 070369000000-M 角位移传感器 - RVDTRVIT

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  请注意:所有产品设计活动都应参照产品图纸。  产品类型特性 角度位移传感器 - RVDT/RVIT 类型 : RVDT 结构特性 电气连接 : M12.5 针 电气特征 Input Current (Max) (mA): 25 角度位移传感器 - RVDT/RVIT 输出类型 : 0 – 10 VDC 主体特性 角度感应范围 (°): 0 – 120 角度位移传感器 - RVDT/RVIT 重量 (g): 99 外壳材料 : 铝 机械附件 角度位移传感器 - RVDT/RVIT 安装 : Servo Groove ...
    发表于 08-21 01:00 58次 阅读

    20009882-00 20009882-00 即插即用加速度传感器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 加速度计类型 : MEMS DC 即插即用加速度计传感器类型 : 直流响应即插即用加速度计 结构特性 电气连接 : 5 针连接器 电气特征 满量程输出电压 (VDC): ±2 励磁电压 (VDC): 4 – 30 零加速输出 (mV): ±50 信号特征 频率响应 (Hz): 0-1500 主体特性 轴数 : 1 重量 : 16 g [ .56 oz ] 材料 : 不锈钢 ...
    发表于 08-21 01:00 76次 阅读

    2350437-1 2350437-1 角度位置传感器 - 空心轴旋转变压器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  请注意:所有产品设计活动都应参照产品图纸。  结构特性 Resolver Size : 21 Pole Pairs : 1 其他 Angular Error ('): 20
    发表于 08-21 01:00 107次 阅读

    315-120 315-120 即插即用加速度传感器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 即插即用加速度计传感器类型 : 电缆组件
    发表于 08-21 01:00 92次 阅读

    10207854-00 341A-240 即插即用加速度传感器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 即插即用加速度计传感器类型 : 电缆组件
    发表于 08-21 01:00 102次 阅读

    4000A-005-060 4000A-005-060 即插即用加速度传感器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 加速度计类型 : MEMS DC 即插即用加速度计传感器类型 : 直流响应即插即用加速度计 结构特性 电气连接 : 一体式电缆 电气特征 满量程输出电压 (VDC): ±2 励磁电压 (VDC): 8 – 36 零加速输出 (mV): ±100 励磁电流 (mA): 5 信号特征 频率响应 (Hz): 0-300 主体特性 轴数 : 1 重量 : 7 g [ .245 oz ] ...
    发表于 08-21 01:00 128次 阅读

    4000A-050-030 4000A-050-030 即插即用加速度传感器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 加速度计类型 : MEMS DC 即插即用加速度计传感器类型 : 直流响应即插即用加速度计 结构特性 电气连接 : 一体式电缆 电气特征 满量程输出电压 (VDC): ±2 励磁电压 (VDC): 8 – 36 零加速输出 (mV): ±100 励磁电流 (mA): 5 信号特征 频率响应 (Hz): 0-800 主体特性 轴数 : 1 重量 : 7 g [ .245 oz ] ...
    发表于 08-21 01:00 128次 阅读

    603-0100-120 603-0100-120 速率和惯性传感器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 速率和惯性传感器类型 : Rate Sensors/Gyros 电气特征 励磁电压 (VDC): 5 – 16 尺寸 尺寸 MM : 20.8 x 20.8 x 14.5 使用环境 工作温度范围 : -40 – 105 °C [ -40 – 221 °F ] 包装特性 速率和惯性传感器包装 : Anodized Aluminium 其他 精确度 : ±0.5% Non-Linearity FS 范围 (±) DEG/SEC : 100...
    发表于 08-21 01:00 88次 阅读

    20010631-00 610-12K-276 速率和惯性传感器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 速率和惯性传感器类型 : Rate Sensors/Gyros 电气特征 励磁电压 (VDC): 5 – 16 尺寸 尺寸 MM : 14.6 x 10.2 x 7.6 使用环境 工作温度范围 : -40 – 105 °C [ -40 – 221 °F ] 包装特性 速率和惯性传感器包装 : Anodized Aluminium 其他 精确度 : ±0.5% Non-Linearity FS 范围 (±) DEG/SEC : 12000...
    发表于 08-21 01:00 78次 阅读

    62105012-000 62105012-000 位置传感器配套仪表

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  电气特征 线路电源电压要求 (VDC): ±12, ±15 信号调节 - LVDT/RVDT 输出类型 (VDC): ±10 励磁电压 (Vrms): 3 信号特征 励磁频率 (kHz): 2.5 – 10 机械附件 信号调节 - LVDT/RVDT 安装 : Printed Circuit Board Edge or Terminal Block 使用环境 工作温度范围 : -1 – 55 °C [ 30 – 130 °F ] 其他 传感器类型 : 带 5 或 6 根导线的 LVDT 或 RVDT 传感器通道 : 1 ...
    发表于 08-21 01:00 90次 阅读

    67010001-000 67010001-000 线性位移传感器 - LVDT

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  使用环境 工作温度范围 : 5 – 60 °C [ 41 – 140 °F ]
    发表于 08-21 01:00 96次 阅读

    7104A-0050 7104A-0050 即插即用加速度传感器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 加速度计类型 : IEPE 即插即用加速度计传感器类型 : 交流响应即插即用加速度计 结构特性 电气连接 : 10-32 同轴连接器 电气特征 满量程输出电压 (VDC): ±5 励磁电压 (VDC): 18 – 30 励磁电流 (mA): 2 – 10 信号特征 频率响应 (Hz): 0.3-10000 主体特性 轴数 : 1 重量 : 8.6 g [ .303 oz ] 材料 : 不锈钢 ...
    发表于 08-21 01:00 65次 阅读

    72162000-020 72162000-020 倾角传感器和倾角仪

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  结构特性 接口 : 模拟 电气特征 电源电压 (VDC): 12 – 24 模拟接口 (mA): 4 – 20 端接特性 倾角传感器和测斜仪安装 : 垂直 尺寸 尺寸 (mm): 最多 70 倾角传感器和测斜仪精确度 (°): 最多 +/- .5 分辨率 (°): 最多 +/- .01 使用环境 测量原理 : 液体 工作温度范围 : -25 – 60 °C [ -13 – 140 °F ] 包装特性 倾...
    发表于 08-21 01:00 63次 阅读

    11106140-00 AST4300A05000P4P1000 压力传感器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 压力传感器类型 : 非易燃压力变送器 压力类型 : 测量仪 结构特性 压力端口/接头 : 1/4 MNPT 电气连接 : 10 英尺导管 电气特征 压力传感器电源电压 (V): 10 – 28 主体特性 端口材料 : 316L 使用环境 压力 : 344.73 bar [ 5000 psi ] 工作温度范围 : -40 – 80 °C [ -40 – 176 °F ] 操作/应用 耐压范围 : 2X,最小值 ...
    发表于 08-21 01:00 153次 阅读

    11108715-00 AST4600A02000P4W1000 压力传感器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 压力传感器类型 : 防爆型压力变送器 压力类型 : 测量仪 结构特性 压力端口/接头 : 1/4 MNPT 电气连接 : 导管 2 m 引线 电气特征 压力传感器电源电压 (V): 10 – 28 主体特性 端口材料 : 316L 使用环境 工作温度范围 (°C): -40 – 85 工作温度范围 (°F): -40 – 185, -40 – 185 操作/应用 耐压范围 : 2X,最小值 ...
    发表于 08-21 01:00 79次 阅读