芯耀
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特斯拉FSD系統(tǒng)進(jìn)入國內(nèi)，表現(xiàn)不盡如意，兩個(gè)最明顯的缺點(diǎn)：一是紅綠燈檢測(cè)不到位，無視臨時(shí)紅綠燈；二是經(jīng)常走錯(cuò)車道?；旧弦惶煜聛?，一本駕照都不夠扣。有人說多給點(diǎn)時(shí)間，特斯拉FSD系統(tǒng)就能好起來。這個(gè)未必，特斯拉FSD走錯(cuò)車道的原因不是軟件算法問題，而極大概率是定位系統(tǒng)精度低造成的問題。
圖片來源：Tesla
進(jìn)入國內(nèi)的特斯拉FSD只能運(yùn)行HW4.0系統(tǒng)，相比HW3.0系統(tǒng)，HW4.0系統(tǒng)絕對(duì)定位的硬件要強(qiáng)大很多。
HW3.0使用了u-blox的M8L做GPS定位，沒有單獨(dú)外置的IMU，定位精度與幾千元的手機(jī)差不多。理想狀態(tài)下定位精度是2.5米CEP，衛(wèi)星輔助情況下是1.5米CEP，CEP代表圓概率誤差（Circular Error Probable），是一種用于衡量武器系統(tǒng)精度的指標(biāo)。它表示一個(gè)圓的半徑，以平均值為中心，預(yù)期有50%的彈藥會(huì)落在這個(gè)圓的周邊。換句話說，CEP是指50%的彈藥會(huì)落在以平均著陸點(diǎn)為中心的一個(gè)圓內(nèi)。如果某個(gè)武器系統(tǒng)的CEP為2.0米，那么當(dāng)有100發(fā)彈藥瞄準(zhǔn)同一個(gè)點(diǎn)時(shí)，其中50發(fā)會(huì)落在以平均著陸點(diǎn)為中心的半徑為2.0米的圓內(nèi)。在車上，就是說達(dá)到1.5米精度的定位概率（置信度）為50%。
那么，高等級(jí)智能駕駛需要的定位精度是多少呢？
根據(jù)中國高速公路設(shè)計(jì)基本參數(shù)和乘用車最大尺寸，對(duì)乘用車的橫向定位精度要求是0.2米，縱向的精度要求是1米，置信度95%。在車身剛好壓線的極限情況，橫向定位精度必須小于0.78米，縱向精度小于3米，置信度大于99.7%。在匝道、互通式立交，定位精度要求更高。
車道級(jí)智能駕駛所需要對(duì)應(yīng)的絕對(duì)定位精度
圖片來源：導(dǎo)遠(yuǎn)電子
如果定位超出了上述定位精度要求，會(huì)有怎么樣的危險(xiǎn)？就如下第一種情況，車輛行駛在左車道，因定位偏差誤認(rèn)為在右車道，在超車時(shí)就會(huì)駛向?qū)γ孳嚨?，產(chǎn)生碰撞危險(xiǎn)。同樣、在交通擁堵、故障?？康惹闆r下，定位的偏差也會(huì)導(dǎo)致危險(xiǎn)情況的發(fā)生。
圖片來源：導(dǎo)遠(yuǎn)電子
當(dāng)然，定位精度太低會(huì)導(dǎo)致頻繁走錯(cuò)車道，駕照會(huì)面臨頻繁扣分。國內(nèi)早期都使用單獨(dú)的定位盒子即P-Box解決方案，現(xiàn)在內(nèi)卷極其嚴(yán)重，對(duì)成本錙銖必較，單獨(dú)的定位盒子有被定位模組貼片取代的趨勢(shì)。
特斯拉自然也是知道定位的重要性，因此HW4.0的定位系統(tǒng)相比HW3.0可謂相當(dāng)豪華：GNSS前端是意法半導(dǎo)體的STA5635A，價(jià)格約為3-4美元；信號(hào)接收處理是意法半導(dǎo)體的STA8100GA，價(jià)格是7.2美元左右；IMU是意法半導(dǎo)體的ASM330LHH，價(jià)格5.9美元。圖上未顯示出來。
意法半導(dǎo)體定位盒子參考方案設(shè)計(jì)框架圖
圖片來源：意法半導(dǎo)體
上圖中，這種設(shè)計(jì)一般采用以太網(wǎng)輸出到智能駕駛ECU，成本比較高昂，多了一片定位引擎芯片，還增加了一路以太網(wǎng)，電子架構(gòu)上略微麻煩?？紤]到EMI電磁干擾以及天線接收效果，一般都是單獨(dú)的外置盒子。近來價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)激烈，大家紛紛減配，改為集成在ECU內(nèi)，性能自然差了不少，但成本也降低不少。STA1385也太貴了，要25美元，比STA5635+STA8100+ASM330LHH加起來都要貴上8美元。
意法半導(dǎo)體參考方案定位盒子性能參數(shù)
圖片來源：意法半導(dǎo)體
意法半導(dǎo)體參考方案定位盒子性能剛剛好滿足中國車道級(jí)智能駕駛的需求。在RTK加持下可以做到厘米級(jí)定位，不過RTK服務(wù)是要收服務(wù)費(fèi)的。
STA8100GA和STA5635A都屬于意法半導(dǎo)體的Teseo V系列。
圖片來源：意法半導(dǎo)體
用專業(yè)GPS接收機(jī)（約2萬元左右）即NovAtel加持下CEP可以到0.11米，沒有專業(yè)GPS接收機(jī)則是1.03米。
三波段band GPS定位
圖片來源：意法半導(dǎo)體
實(shí)際如果只是雙波段，不需要使用外接的RF終端STA5635A，單一片STA8100GA就足夠，但特斯拉可能考慮全球使用，加了STA5635A。
除了接收處理外，最關(guān)鍵的是IMU，因?yàn)樵诔鞘懈邩橇至⒌慕值郎?，GPS信號(hào)丟失是無法避免的。這個(gè)在美國反倒不嚴(yán)重，在中國問題很突出，中國一線城市高樓密集程度遠(yuǎn)超自動(dòng)駕駛大本營加州。在加州，用上最便宜的IMU就行；但在中國，必須用上優(yōu)質(zhì)IMU，最好是兩顆IMU。此外，GPS信號(hào)與衛(wèi)星仰角關(guān)系密切，仰角越高，自然就難以遮擋，GPS信號(hào)比較好。由于GPS衛(wèi)星和北斗衛(wèi)星主要覆蓋中低維度，越靠北，仰角越低，GPS越容易被遮擋。換句話說，北京比深圳更容易出現(xiàn)GPS信號(hào)丟失，在深圳做自動(dòng)駕駛會(huì)比北京容易不少。
目前車載用的IMU都是MEMS的，IMU包括兩部分，即加速度計(jì)和陀螺儀，其中陀螺儀比加速度計(jì)要重要的多。傳統(tǒng)機(jī)械陀螺儀主要利用角動(dòng)量守恒原理，即：對(duì)旋轉(zhuǎn)的物體，它的轉(zhuǎn)軸指向不會(huì)隨著承載它的支架的旋轉(zhuǎn)而變化。MEMS陀螺儀主要利用科里奧利力（旋轉(zhuǎn)物體在有徑向運(yùn)動(dòng)時(shí)所受到的切向力）原理，公開的微機(jī)械陀螺儀均采用振動(dòng)物體傳感角速度的概念，利用振動(dòng)來誘導(dǎo)和探測(cè)科里奧利力。
IMU有很多參數(shù)，并且各個(gè)廠家都盡量不用相同的參數(shù)，好讓客戶無法對(duì)比或很難對(duì)比。?如果只用一個(gè)指標(biāo)來代表一款I(lǐng)MU的精度的話，那毫無疑問是陀螺零偏。這是因?yàn)椋?) ?慣導(dǎo)系統(tǒng)的精度主要取決于IMU中的陀螺器件精度，而不是加速度計(jì)精度；2) 陀螺的精度指標(biāo)中最重要的又是零偏誤差，它基本上決定了該慣導(dǎo)長時(shí)間獨(dú)立工作時(shí)的誤差發(fā)散速度。零偏包含多組數(shù)據(jù)，廠家不告訴關(guān)鍵參數(shù)，或者找個(gè)看起來最好看的參數(shù)給你看。
ADI壟斷高端IMU市場(chǎng)，價(jià)格基本都是上千美元，中低端市場(chǎng)主要是TDK、村田、博世和意法半導(dǎo)體。
圖片來源：意法半導(dǎo)體
意法半導(dǎo)體共5款車規(guī)級(jí)產(chǎn)品，ASM330LHH為入門型，ASM330LHB為高端產(chǎn)品，價(jià)格是9.52美元，比ASM330LHH的5.91美元貴了3.61美元。ASM330LHBG1TR更貴，要11.51美元，不過只是增加了溫度擴(kuò)展。
博世4款ADAS定位用IMU
圖片來源：Bosch
博世有4款A(yù)DAS定位用IMU，SMI240的價(jià)格大約是6.5美元。
常見IMU參數(shù)對(duì)比
數(shù)據(jù)來源：網(wǎng)絡(luò)
TDK的42688型號(hào)多用于蘋果手機(jī)，不過參數(shù)確實(shí)很好看，但參數(shù)難以全面對(duì)比。
國產(chǎn)導(dǎo)遠(yuǎn)電子的INS570D也能滿足高級(jí)智能駕駛所要求的標(biāo)準(zhǔn)，并且導(dǎo)遠(yuǎn)電子用的是自己生產(chǎn)的IMU，技術(shù)底蘊(yùn)勝過國內(nèi)大部分廠家。INS570D用了測(cè)繪級(jí)板卡即和芯星通的UM482。導(dǎo)遠(yuǎn)電子的唯一缺點(diǎn)就是貴，再有就是最好配合蘑菇頭天線，蘑菇頭天線體積大，比較難放置。
要想做到L3，最低也要0.78米的定位，做到這個(gè)精度不算太難，難的是置信度要99%，必須用物理辦法，靠數(shù)學(xué)算法能做到50%就算不錯(cuò)了。所以L3還是很難做到的，做中國的L3更難。
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