u-blox解读GNSS市场机遇:汽车、可穿戴和资产追踪

最新更新时间:2021-09-28来源: EEWORLD关键字:u-blox  GNSS
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全球卫星导航系统(global navigation satellite system,GNSS)是一个能在地球表面或近地空间的任何地点为适当装备的用户提供24h、三维坐标和速度以及时间信息的空基无线电定位系统,包括一个或多个卫星星座及其支持特定工作所需的增强系统。


GNSS可以广泛应用在汽车、工业资产追踪、消费电子产品、智能城市/公用事业、交通运输以及工业物联网等方方面面,对全球的经济发展以及公共安全与服务具有深远的意义。


以汽车应用来说,随着汽车自动化程度的提高,可能会有越来越多的高级功能依赖于高精度的安全定位。随着这种演变的继续,GNSS 接收机和相关定位服务(包括 GNSS 校正数据、其他类型的GNSS增强服务)只会变得愈发重要。


日前,EEWORLD专访了u-blox汽车应用全球营销总监Stefania Sesia,结合u-blox的发展及GNSS现状,详细阐述了u-blox针对GNSS的市场洞察力。


u-blox是全球导航卫星系统(GNSS)解决方案的领先供应商,可根据每位客户的需求量身定制。公司拥有自主的硅知识产权,可以提供可控的质量、高性能、快速支持和稳定的产品生命周期。u-blox为车载导航系统、蜂窝基站时间同步、无人驾驶飞行器(UAV)以及人员和资产跟踪提供定位和时间产品。其产品在性能和成本效益方面树立了基准,在精确度、反欺骗、功率效率、尺寸和成本方面取得了创新性进展。


u-blox的定位模块、SiP、芯片和天线具有高性能、低功耗等特性,并可快速提供准确的位置数据。丰富的产品组合包括标准精度、高精度、精确定时和惯性导航解决方案等。


以下是对话详情:


EEWORLD:u-blox推出F9平台已有几年时间了,您如何看待近年来全球导航卫星系统(GNSS)市场的发展?


Stefania Sesia:GNSS市场近年来一直保持快速增长,因为越来越多的应用程序及设备都需要GNSS解决方案进行精确定位。


2018年,u-blox推出了F9技术平台,以满足大众市场对GNSS高精度定位可扩展解决方案日益增长的需求。该平台集成了多频段信号,可同时从全球四个GNSS系统接收信号以加快首次定位时间。F9的航位推算功能提供了可靠的城市环境导航和车道识别导航,以及先进的干扰和欺骗检测,达到了最高的安全标准。从测量领域到重型机械,再到无人驾驶汽车、精准农业和高精度微型电动设备,它为大众市场上众多的工业和汽车应用提供了厘米级的高精度定位。


具体来说,在汽车行业,我们看到了以下几个因素正在推动GNSS市场增长:


(某些地区)强制安装远程信息处理应用程序,例如eCall(紧急呼叫系统)。


车用无线通信技术(V2X)的应用越来越广泛,虽然目前仅需要米级精度定位,但未来,随着自动驾驶越来越依赖V2X,对定位系统的精准度可能会有更高的要求。


车辆中可内置各种不同精度的导航系统,在如今引入AR(增强现实)导航系统之后,驾驶员可在任何环境中顺利导航。


随着汽车共享、UBI车险(基于使用量而定保费)、通行收费、停车收费等应用程序的广泛使用,车辆的实时定位需求也不断增长。


最后,同样重要的是,不断增长的自动驾驶市场需要精确且可信赖的定位功能,以便能够在特定道路或车道上提供车辆定位服务,以及满足其它应用场景,例如地理围栏、或在其他传感器出现故障的情况下对车辆进行控制。


举例来说,到本世纪20年代末,整个自动驾驶市场预计将以25%的年复合增长率不断增长,智能移动设备用户数量预计将以超过15%的年复合增长率增长,而导航系统的增长率则还不到10%。


当然,不同的汽车厂商的架构设计也不同。一部分架构设计会需要将定位能力封装成不同的独立功能,以服务于不同的应用程序。也有一些解决方案,会将相关功能进行整合,打包成一个融合架构,对外提供服务。尽管如此,我们预计未来几年GNSS市场将实现巨幅增长。


EEWORLD:为什么说GNSS在高级驾驶辅助系统(ADAS)中发挥着至关重要的作用?


Stefania Sesia:典型的高级驾驶辅助系统/自动驾驶(ADAS/AD)的技术实现步骤如下:


车辆感知:车辆从周围环境中收集数据。

场景检测:车辆能够在特定场景对自身进行定位,并且对所处环境的其他相关物体进行定位并预测其运动变化。

决策规划:车辆通过路径规划来决定在短期或中期将采用的最佳驾驶策略。

决策执行(通过控制方向盘或发动机)。

image.png 


定位功能是场景检测步骤的基础,也是车辆决策过程的关键推动因素。定位功能可由不同的方式实现,特别是通过利用各种车载传感器信息来实现。然而,在这些传感器中,只有 GNSS能提供绝对高精度定位,并与视觉传感器(如相机)具有互补特性。因此,在其它传感器失灵的情况下,GNSS可通过提供必要的定位服务,扩大由美国汽车工程师协会(SAE)所定义的L3级自动驾驶系统的运行设计域 (ODD) ,和(或)启用L4级自动驾驶系统,以实现对车辆操作的完全接管。


因此,我们认为GNSS在自动驾驶汽车系统中发挥着核心作用。


EEWORLD:除了ADAS,GNSS还能为普通用户带来什么价值?


Stefania Sesia:我们很清楚,自动驾驶并非是唯一受益于GNSS技术的应用领域。未来几年,大多数车辆仍将在行驶过程中部分采用或全程采用手动驾驶(可能使用一定程度的驾驶辅助)。GNSS可为此类车辆提供高精度导航,并在某些情况下提供AR(增强现实)导航。这些应用需要高精度定位(从米级到亚米级),以便在(标清或高清)地理地图中确定车辆的位置。例如,高清地图高度准确地描绘了道路信息,包括具体车道的位置信息。因此,绝对精确的定位能力可在特定环境中为车辆提供定位服务,并为驾驶员提供行车指示(不仅能够指示行驶方向,而且还可提示车辆是否压线或行驶在错误的车道上,从而帮助其沿导航路线顺利到达目的地)。


再举一个例子,GNSS可提供V2X应用所需的必要信息。根据欧洲电信标准化协会(ETSI)或美国汽车工程师协会(SAE)的规定,车辆需要(至少)每100毫秒向周围的车辆或路测设备广播其状态信息,包括精确的纵向和横向位置,精确的高度,以及速度、加速度等很多其它信息。V2X消息中包含的定位信息越准确,它对于车辆(和驾驶员)的价值也就越大,因为这些信息可以用于创建本地动态地图(指示车辆所处的动态和静态环境)。


EEWORLD:近年来,u-blox在GNSS市场上做了哪些努力?


Stefania Sesia:u-blox拥有一系列GNSS产品,提供GNSS芯片解决方案和模块。因此,u-blox不仅具备GNSS技术,而且在市场上占据着技术领先地位。借助GNSS接收器,我们可获得不同精度级别的定位性能。但性能的提高也意味着技术更加复杂。


首先,导航和eCall等应用要求标准或米级定位精度。这一水平的精度要求可由单频段 GNSS接收器(例如L 1 ~ 1.5GHz频段)得以实现,再加上航位推算功能,即使在信号阻塞和传感器融合的情况下,也能满足定位需求。此类接收器根据实际情况需要用到2到3个GNSS系统。目前使用的主要导航系统包括GPS、GLONASS、北斗和伽利略。


其次,从亚米级精度开始,出现了多频段接收器,例如L1和L2(~1.2GHz)或L5 (1.1GHz)频段以及定位校准服务。根据当前规范要求、高级导航或远程信息处理需求,V2X等应用通常要求亚米级定位精度。


为了实现分米级精度和高精度GNSS,我们不仅需要使用L1和L2或L1和L5等多频段和多系统GNSS接收机,还必须使用观测域(通常为RTK系统)或状态空间域(通常为PPP-RTK系统)来提供精确校准服务,当然还有RTK算法来校正定位。自动驾驶L2+级别和某些L3级别的架构以及高清导航需要分米级精度,而且我们相信未来V2X应用程序也将需要分米级精度,尤其是在L2或更多自动驾驶级别的应用程序中,V2X信息必将应用于自动驾驶决策系统。


我们的u-blox NEO-M8L系列产品以及升级后的u-blox F9系列产品,完全满足此类应用的需求。此外,在收购Sapcorda之后,u-blox进一步完善了业务能力,可提供分米级精度的增强服务。从此,u-blox一跃成为能够为客户提供端到端支持的一站式GNSS解决方案供应商。


在某些技术架构的安全系统中,某些关键的安全应用(例如L3级别的自动驾驶)使用GNSS信息用于地理围栏、车辆的横向或纵向控制,它们需要符合ISO 21448的功能安全和预期功能安全(SOTIF)规定。这意味着需要遵照特定的实施方法,使硬件和软件都兼容相关的ISO标准,同时确保极低的系统完整性风险。u-blox一直在该领域斥巨资进行研发。


工业应用领域不仅要求高精度定位,也要求更低的功耗。u-blox最近推出了第10代GNSS产品,为低功耗定位用例提供了方便。u-blox M10针对硬件和软件的功耗进行了优化,可服务于需要长期使用电池持续工作的资产的追踪及运动与可穿戴设备的应用。在超低功耗的用例中,CloudLocate云定位服务通过计算设备在云中的位置来进一步降低整个追踪系统的功耗。


双频定位授时模块ZET-F9T可将GNSS授时精度提高至5纳秒,使用性价比超高。它帮助降低了5G基础设施授时系统的复杂性。


我们还将广受认可的航位推算技术应用于自动导引车(AGV)市场。借助高精度GNSS和航位推算技术,ZED-F9R在复杂环境中也可提供厘米级定位精度。ZED-F9R还专为AGV低速应用场景优化了定位服务。


EEWORLD:现在一级供应商(Tier1)和汽车整车厂(OEM)对GNSS有哪些需求?u-blox 是如何满足这些需求的?


Stefania Sesia:一级供应商和整车厂的需求多种多样,具体取决于整车厂所关注的应用领域,取决于他们的车辆投入使用的地区,更重要的是,还取决于架构。如今,不同的汽车整车厂对架构的定义迥然不同,并且未来将更加集中化发展,以期实现更高的效率,并敏捷地推出新的车载软件功能。因此,我认为,目前市场上客户最看重的需求是灵活性和适应性。


此外,汽车整车厂需要确保GNSS功能在各种情形和条件下的可用性,例如农村和城市不同环境中的可用性,因为只有确保了可用性才能不断提升性能。


最后,但同样重要的一点是,随着车辆系统变得越来越复杂,我们也看到了最终客户减少集成及校验工作量的需求。


随着汽车自动化水平的不断提高,未来会有越来越多的高级功能依赖于高精度的安全定位服务。伴随这种趋势,GNSS接收器、GNSS增强服务和定位功能的重要性将有增无减。因此,以全球精准覆盖、多功能性和稳健性为特色的u-blox GNSS解决方案是客户的理想选择,能够为客户提供端到端的定位解决方案。


EEWORLD:GNSS产品系列对u-blox的主要作用是什么?


Stefania Sesia:如前所述,u-blox产品系列面向不断增长的各个细分汽车市场,提供不同的性能水平、复杂程度和成本选项。


一方面,通过对产品系列的升级和不断更新,我们能够始终适应不断变化的市场需求。另一方面,对GNSS技术的把握使我们能够针对客户需求迅速做出反应,以适应他们的特定架构。


此外,汽车生态系统正在加速向市场推出高度精妙复杂的车辆。u-blox可提供端到端的定位解决方案,包括测量接收器和增强服务,从而减少了客户验证每一组件和整体功能所需的时间、减轻了工作量并节省了开发成本。


EEWORLD:u-blox全资收购Sapcorda后业务情况如何?


Stefania Sesia:自收购Sapcorda以来,我们推出了PointPerfect GNSS高精度定位增强服务,并已与我们行业领先的定位和连接硬件无缝集成。PointPerfect采用行业标准的SPARTN数据格式,并与轻量级和安全的MQTT物联网传输协议相结合,形成了实时、带宽优化、经济高效的解决方案,非常适合应用于大众市场。PointPerfect的一个主要特点是,创新交付选项完全集成到我们易于使用的Thingstream物联网服务交付平台中,不仅降低了复杂性,也使客户访问更有效,从而缩短了上市时间。随着收购工作和业务整合的完成,接下来我们计划进军其它相关市场。


EEWORLD:除了汽车市场以外,目前还有哪些市场正在迅速采用GNSS产品?他们的需求和车辆监管要求有什么不同?


Stefania Sesia:2019年,整个GNSS市场的规模约为1700亿美元,预计2027年将增至3900亿美元(包括所有垂直市场)。


当然,汽车市场并非推动GNSS市场增长的唯一市场,消费和工业领域也起到了关键的推动作用。汽车应用以外的GNSS市场主要由手机市场占据。但是,我们想把这部分市场先放到一边,聊一聊手机应用场景之外的GNSS市场。根据最近的ABI 报告(2021户外广域定位技术报告),“运动与可穿戴设备”和“资产追踪”市场预计将迎来显著增长。到2025年,汽车GNSS芯片市场规模预计将达到1.3亿左右,因此届时“运动与可穿戴设备”(2.04 亿)和“资产追踪”(1.7 亿)GNSS芯片市场都将成为比汽车GNSS芯片更大的市场。

关键字:u-blox  GNSS 编辑:冀凯 引用地址:http://news-eeworld-com-cn.melissagraydesign.com/qcdz/ic548795.html

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