规模化落地前夜,全场景高精全局定位如何助力自动驾驶厂商破局?

时间:2022-04-27

来源:新战略低速无人驾驶全媒体

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导语:低速无人车对各种场景下的定位有更明确、更严格的要求。

近期,定位传感器供应商Fixposition(非普导航科技)正式推出了其四年磨一剑的全局高精度定位产品Vision-RTK 2。这是一款新一代多源融合定位传感器,针对无人车、无人机、机器人等对全场景、高精度全局定位的需要,帮助用户平台实现在应用中安全、高效的自动化作业。

Vision-RTK 2产品外观

Vision-RTK 2深度融合了计算机视觉、RTK-GNSS、惯性传感器(IMU)与轮式里程计数据,并结合机器学习算法,即使在GNSS(全球导航卫星系统)信号被遮挡、屏蔽、受到反射折射等多径干扰等苛刻场景下,也能输出连续、实时、可靠的厘米到分米级高精度全局定位。 

通过非普导航科技对外公布的测试视频可以看到,搭载了Vision-RTK 2的无人车在园区内运行时,连续多次穿过路况复杂的广场、人行通道和地下停车场,在频繁的室内、室外场景转换下,实时定位的车辆行驶轨迹和实际路线保持高度一致而且轨迹平滑,完美避免由于多径,弱信号,卫星数不足等引起的位置偏移。

经过实测,Vision-RTK 2水平和高程定位精度在RTK FIX状态下均达到1.0cm + 1ppm;在城市“峡谷”中也能实现分米级定位精度。即使是在室内完全没有导航卫星信号的情况下,位置漂移也控制在0.5%(有轮速计数据)到1.5%(无轮速计)的误差以内。值得一提的是,相比常规惯性导航产品(RTK+IMU+WO)的位置漂移会随时间累积,Vision-RTK 2的漂移只与室内移动的距离相关。因此Vision-RTK 2特别适用于需要在卫星信号欠佳的复杂环境中作业的低速自动驾驶平台。

此次发布的产品针对中小型尺寸,中低速(100km/h以下)以及超低速地面机器人平台进行了性能优化,特别适合室外物流机器人、无人投递车、室外自动清扫机器人、农业机器人、自动割草机等。

对比市面上其他同类产品,Vision-RTK 2以高性价比取胜,用合理的价格实现在复杂、严苛环境下持续输出厘米到分米级的全局定位,大规模量产后价格还有进一步优化的空间。

出色产品的背后

Vision-RTK 2能拥有如此卓越的性能,与公司实力雄厚的产品研发和市场分析团队密不可分。

2017年8月,苏黎世联邦理工的两个先锋学者团队创立了非普导航科技(Fixposition AG), 团队在卫星导航和计算机视觉技术方面有超过10年的科研与实践经验。苏黎世联邦理工是爱因斯坦的母校,闻名全球的顶尖研究型大学,在机器人、无人驾驶、定位导航等领域拥有世界领先的实验室和科研实力,享有“欧陆第一名校”的美誉。非普导航科技成立后,很快被选中加入欧洲航天局瑞士商业孵化中心。此后,公司团队不断壮大,吸引了许多定位导航领军企业的资深工程师和专家加入。

非普导航科技联合创始人兼CEO苏振中提到,在苏黎世联邦理工博士研究期间,起初他的科研项目核心是把消费级的GNSS定位(比如手机里使用的定位芯片)从几米提升到几厘米的定位精度。博士的最后两年,恰逢全球自动驾驶技术迎来快速发展,苏振中意识到高精定位将在自动驾驶领域有广阔的市场需求,他便从那时候开始着手创业,致力于打造一款能够为自动驾驶规模化落地助力的高精度定位产品。另一位联合创始人兼CTO Lukas Meier也是苏黎世瑞士理工先锋学者,专注于计算机视觉与机器人技术。通过将视觉与卫星导航进行创新性结合,非普导航找到了一条有别于常规的技术路线。

2019年12月,公司完成了由硅谷顶级风投True Ventures领投的种子轮融资。同时,导航定位领军企业u-blox的联合创始人Daniel Ammann也参与跟投,并加入公司董事会。

随着产品量产即将就绪,2021年10月,公司再获老股东持续跟投的种子+轮融资。同时,也吸引了很多国内外优秀的新投资机构,包括陆奇博士的奇绩创坛等。

“我们深耕于视觉定位,高精度卫星导航定位,以及多传感器数据深度融合技术多年。在2020年10月发布了第一代Vision-RTK工程测试机,并在市场和客户中赢得广泛好评。在确定市场对该技术有刚需的同时,我们也虚心接受了很多客户意见和反馈,更加清楚客户的需求。带着这些收获,重新经过一年时间的打磨、优化,我们于今年3月底正式发布了升级量产版,即Vision-RTK 2。”苏振中介绍,这是一款极具突破性、性价比极高的高精定位产品。


苏振中表示,目前无人驾驶的导航定位方式多样,但室外使用最广泛的还是卫星导航定位。RTK-GNSS可基于载波差分定位技术获得厘米级的定位精度,但它只能在导航卫星信号接收良好的开阔场地实现,一旦进入复杂场景就无法实现实时高精度输出,例如隧道和高架桥下的区域,信号被遮挡、弱化。在这种情况下,纯粹基于卫星导航技术,甚至无法获取可用的定位;在城市“峡谷”中,由于高楼的遮挡和反射卫星信号形成的多径效应影响,定位精度也会降低至几米甚至几十米;而基于摄像头的纯视觉导航定位或是激光雷达,虽然可以进行很好的相对定位,但在雨、雪、雾等恶劣天气里,其性能也无法得到保障。

因此,没有任何一种单一的定位技术能够满足全场景的高精度定位需求。这一痛点是目前阻碍自主移动机器人应用大面积落地的原因之一。

针对这一痛点,非普导航科技推出Vision-RTK。通过计算机视觉与高精度卫星导航定位的深度融合,强强互补,让无人驾驶车辆、自主机器人能在各种复杂环境下保持高精度、高稳定性的定位。
 
作为全新升级的第二代产品,Vision-RTK 2的产品性能大幅提升,且拥有了更丰富的接口满足更多客户的需要。苏振中特别介绍,Vision-RTK 2不限于某些场景、某类产品的应用,它的核心价值是将基于GNSS的全局定位拓展到更多的场景里去,以帮助客户优化自动驾驶方案并降低其定位导航的成本,最终拓展客户产品的应用范围。因此,除了视觉和卫星导航技术,Vision-RTK 2还融合了惯性传感器、轮式里程计并且融入了机器学习算法,这种创新融合方式不仅能解决GNSS信号受到遮挡、反射的问题,也能避免纯视觉里程计定位受强烈光线变化的干扰。无论白天黑夜,甚至是从地下车库行驶至敞亮地带这种光线对比强烈的情况下,Vision-RTK2都能实现实时稳定的高精度定位输出。

目前,Vision-RTK 2主要应用于低速无人车、某些特种行业车辆、无人农机,或是无人机、割草机等自主机器人,它们对各种场景下的定位有更明确、更严格的要求。

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合作方的无人车平台

如无人配送、无人巡逻车,使用Vision-RTK 2能帮助车辆经过城市“峡谷”、出入车库不受信号反射、光线变化影响,获得准确位置。

客户的割草机器人

如割草机,即使机器人频繁经过树荫下,Vision-RTK 2多源传感器深度融合技术能保证机器人实现厘米级定位,在边界范围内正常作业。此外还能避免以往采用埋线划定作业边界后期会面临的维护费时、成本高昂等问题,真正实现无边界线全自动割草。

技术引领,创造未来

“The best way to predict the future is to create it.”在苏振中看来,非普导航科技现阶段虽然还只是一个非常小的团队,但聚集的都是一群相信梦想、创造未来的人。 

非普导航科技团队合影

为构建无处不在的高精度定位,让自动驾驶变得更简单可靠,公司团队深耕相关技术多年并研发出Vision-RTK产品,并快速迭代到第二代量产版,为更多自动驾驶车辆和自主机器人提供了更佳的定位解决方案。这对于非普导航科技而言,是一个里程碑式的突破;同时也为无人驾驶行业注入了一股新生技术力量。

目前,非普导航科技已在中国、美国、德国、法国、荷兰、阿联酋、韩国等全球多个国家拥有近30家客户,与国内的松灵机器人(AgileX), PIX移动空间(PIX Moving)等签订了框架批量订购合同,与新石器(Neolix)签订合作备忘录,并与2家头部割草机器人公司进行深度合作。

苏振中表示,公司希望以农业、物流和割草机器人为切入点,最终实现自主机器人的规模化应用,以满足精准农业,智慧物流,智慧城市和工业4.0的刚需。目前,非普导航的客户主要集中在中国、美国和欧洲。其中,欧美的农林业机械化程度高,在农业机器和割草机器人的存量市场巨大,非普导航科技致力于满足他们下一代产品自动化升级中对高精定位技术的需求。


中国农业机械化、自动化发展迅速。加上近年来国家政策支持,自动化农机应用快速增长,带来高精定位需求的大量增加,割草机和农业机器人的成长空间都非常巨大。公司着眼于增量市场。

另外,作为低速无人驾驶产业联盟成员单位之一,非普导航科技特别看好中国低速无人驾驶行业的发展。苏振中认为,目前国内无人驾驶技术不管是在科研投入力度,还是创业公司数量上都有很大的优势,整体发展速度与规模均领先于其它地区。而低速场景能够最早实现商业化落地,包括无人配送、无人巡逻、无人零售、无人环卫等,其增量市场还在持续扩大。

非普导航科技中国销售总监王代航拥有15年以上的电子行业销售及研发经验,曾是u-blox区域销售经理。他介绍,针对中国市场,非普导航科技在2021年底就开启了Vision-RTK 2抢先体验计划,产品已经在国内进行上万公里的测试,并同步在多家客户的无人驾驶车辆、自主机器人上初步集成并且测试,收集了大量典型的客户测试场景数据,解决了很多客户目前面临的难点,同时研发团队也不断根据这些数据持续优化产品性能,产品正式发布后公司向更多客户推广测试该产品,争取进入更多需要高精度定位方案的无人车辆和机器人厂商的供应链。

据悉,非普导航科技目前掌握着计算机视觉定位,高精度卫星导航定位,多源传感器深度融合,以及基于机器学习的数据融合这四大核心技术。未来,公司希望不仅仅局限于实现高精定位技术上的迭代升级,还将考虑产品的模块化和软件化,为自动驾驶行业提供更具性价比的产品。同时,拓展技术在云端平台的应用,拓展对纯室内机器人的定位导航的支持,以云端更强的算力,结合机器学习,进一步优化产品的导航定位能力。


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