“Hands off（脫手）是汽車行業(yè)發(fā)展的必然趨勢?！鄙虾４魇乐悄芸萍加邢薰靖笨偨?jīng)理&聯(lián)合創(chuàng)始人陸海峰表示。

伴隨越來越多的智能駕駛功能成為汽車的出廠標配，如何提升自動駕駛的安全度和精準度？用什么來支撐自動駕駛車輛的全局路徑規(guī)劃？這已經(jīng)成為行業(yè)思考的共識性問題。

上海戴世智能科技有限公司副總經(jīng)理&聯(lián)合創(chuàng)始人陸海峰

無人駕駛系統(tǒng)的“小腦”：高精度組合定位系統(tǒng)

以限定場景中自動泊車的技術實現(xiàn)路徑為例，依托于傳感器系統(tǒng)回傳的車周環(huán)境數(shù)據(jù)，處理中樞代替人腦向控制系統(tǒng)發(fā)出指令，并經(jīng)由執(zhí)行器實現(xiàn)，然而，隨著泊車場景的拓展，道路復雜度不斷增強，僅僅依靠傳感器系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)并不足以支撐更高階的行駛策略。

如果將地圖導航及視覺傳感器比作汽車的“耳目”，那么高精度組合定位系統(tǒng)則可以被看做無人駕駛系統(tǒng)的“小腦”，為汽車增加了“全局把控和平衡”的能力。高精度組合定位系統(tǒng)通常是基于GNSS獲取定位衛(wèi)星信號，輔以地面參考基準站的差分信號，再結合INS測量汽車自身三軸加速度與三周角速率并進行航跡推算，三管齊下，對汽車所在環(huán)境、路況、行駛軌跡等信息精準抓取。

圖片來源：戴世智能

正如前高德事業(yè)部總裁韋東所言，“離開了記憶，無論眼睛和思考速度（攝像頭+雷達+控制系統(tǒng)）有多么發(fā)達，還是無法對事件有全局把控?！?

GNSS+RTK+INS為何可以賦予汽車“全局把控”的能力？細看這三項元件，GNSS又被稱為全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，為用戶提供全天候的三維坐標、速度、時空信息的無線電導航定位系統(tǒng)，比如中國的BeiDou、美國的GPS。

高精度的GNSS測量必須采用載波相位觀測值，RTK定位技術就是基于載波相位觀測值，可實時差分修正的動態(tài)定位技術，可以提供地球坐標系中的三維定位結果，并達到厘米級精度。

高精度差分衛(wèi)星定位技術（GNSS+RTK）的效用高度依賴于無線信號和通信鏈路的通暢性，如果在城市內駕駛時遇到城市峽谷、高架橋、林蔭路等信號不暢的場景，慣性導航系統(tǒng)（INS）就可以成為汽車“盲目”時的補充。

在無 GNSS 信號環(huán)境時，INS主要依靠慣導測量單元（IMU）中的三軸MEMS加速度傳感器、三軸陀螺儀以及解算電路，基于DR算法輸出汽車的定位和姿態(tài)數(shù)據(jù)，推算下一時刻的航位狀態(tài)。

標定技術助力IMU達到極致性價比

陸海峰表示，高精度IMU在性能需求上有一個特點，那就是“沒有止境”。汽車行業(yè)之外，IMU還被應用于機器人自主移動等領域，比如基于視覺的即時定位與地圖構建（VSLAM/VIO）不僅會基于攝像頭獲取RGB和深度地圖信息，還會融合IMU傳感器進行定位輔助。

戴世智能（DAISCH）的性能對比試驗表明，如果采用Gyro零偏不穩(wěn)定性為3.5°/h和6.3°/h的兩種MEMS IMU配合雙目視覺進行VSLAM建圖，在嚴格控制其他變量的情況下，隨著行走距離的增加（單圈約550m），不同樣本的軌跡繪制表現(xiàn)大相徑庭。

基于五十次重復試驗對比的數(shù)據(jù)顯示，零偏不穩(wěn)定性為3.5°/h的樣本A在精度和重復性上有顯著優(yōu)勢，其誤差在累積后表現(xiàn)出來的穩(wěn)定性較好，在沒有輪速類里程計輔助的場景下，依舊可以實現(xiàn)五米左右的箱形圖分布。

圖片來源：戴世智能

陸海峰補充，雖然IMU的精度要求在理論上是“永無止境”的，但在汽車行業(yè)還需要討論“Good Enough”，也就是成本和性能的平衡問題。

正如上文所言，IMU是基于DR算法輸出汽車的定位和姿態(tài)數(shù)據(jù)的，而DR 算法的精度取決于 IMU中陀螺儀、MEMS加速度計的精度，由于解算模塊的積分計算本身存在累積誤差，會隨時間增加而線性增長。此外，在實際應用中，高頻振動也會降低INS組件中IMU硬件的可靠性和精度。

這正是車用場景下高精度IMU標定技術的要求越來越高的主要原因。基于高精度標準裝備，戴世智能進行了大批量的數(shù)據(jù)采集、矩陣求解計算，最后回灌入IMU 處理芯片中。實驗數(shù)據(jù)表明，經(jīng)過標定后可以將零偏誤差隨溫度的漂移降低到0.01dps，相較標定前提升了1-2個數(shù)量級；在傳感器全量程內，標度因數(shù)誤差范圍則可以從3%縮小至0.3%，提升了1數(shù)量級；正交性誤差也可以從1%縮小到0.01%，提升2個數(shù)量級。

圖片來源：戴世智能

從投資成本角度看，校準和不校準的成本投入相差不到30%，然而可以使慣性導航器件的精度有1-2個數(shù)量級的提升，陸海峰作出結論：“這對于整個工業(yè)界來說是合理的、也是值得投入的環(huán)節(jié)?！?

IMU標定只是戴世智能對于產(chǎn)品嚴格要求的冰山一角。

陸海峰介紹，戴世智能會對所有器件做嚴苛的產(chǎn)品測試，比如在幾十秒內進行快速升降溫測試，列出溫度循環(huán)曲線的對比圖，考驗高溫度梯度場景下產(chǎn)品的形變、應力對零偏穩(wěn)定性的影響，并對傳感器校準調試到重合度符合標準之后再進行標定。也會對交付后的基礎器件產(chǎn)品進行持續(xù)檢驗，確保產(chǎn)品全生命周期的穩(wěn)定性和校準參數(shù)有效性。

篳路藍縷 戴世智能在高精度IMU領域的開創(chuàng)之路

2019年10月15日，水木資本向戴世智能投資數(shù)千萬元，這一消息將創(chuàng)始于四年前，始終默默耕耘于高精度IMU技術領域的戴世智能帶入投資圈的視野。

也正是在2019年，戴世智能成立了全資子公司上海戴世汽車，實現(xiàn)第一代智能生產(chǎn)線投產(chǎn)，第二代乘用車自動駕駛P-Box項目立項。自此，戴世智能進入從技術研發(fā)向產(chǎn)品規(guī)模化交付的轉折點，代表中國企業(yè)在組合慣性導航技術自研領域開辟出一條新路。

圖片來源：戴世智能

2015年，距離無人駕駛領軍企業(yè)Waymo明確自動駕駛的四種商業(yè)模式還有四年；Uber開始布局自動駕駛業(yè)務；百度在這一年成立了獨立的無人駕駛事業(yè)部，距離其公布Apollo計劃還有兩年；距離滴滴組建自動駕駛公司仍有一年。

這一年，畢業(yè)于同濟大學的卞江和陸海峰聯(lián)合創(chuàng)立了上海戴世智能有限公司，專攻基于汽車ECU級別的慣性導航系統(tǒng)自研技術，用陸海峰的話來講，就是不將注意力放在地圖和視覺傳感器等汽車“耳目”上，戴世智能轉而將目光瞄準了無人駕駛系統(tǒng)的“小腦”。

2015年，中國車市仍處于ADAS輔助駕駛系統(tǒng)的導入期，組合慣導技術的軍工領域規(guī)模是民用市場規(guī)模的三倍有余，民用領域的應用以百億級市場的無人機行業(yè)為主。在這樣的市場背景下，戴世智能自研的慣性導航技術如何變現(xiàn)，支撐初創(chuàng)公司走下去的路在何方？

據(jù)陸海峰描述，“白天開發(fā)產(chǎn)品，晚上接一些高精物理實驗室的定制化業(yè)務”是切入汽車行業(yè)之前的常態(tài)，只有這樣才可以維持公司運轉所需的現(xiàn)金流。2016年，戴世智能將IMU、組合慣導和汽車ECU開發(fā)技術應用于無人機領域，推出業(yè)內首款無人機控制系統(tǒng)。

2016年之后，預計有萬億級市場的無人駕駛市場愈發(fā)火熱，行業(yè)內外的重量級玩家入局，無人駕駛產(chǎn)業(yè)的諸多細分領域迎來投資風口，根據(jù)中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)預測，慣性導航產(chǎn)業(yè)增長空間廣闊，2026年預計將達到481.7億元，年復合增長率14.50%。

圖片來源：華西證券研究所

戴世智能緊隨熱度，于2018年推出業(yè)內首款高性能測試工具IFS系列，并向上汽乘用車、泛亞、徐工等企業(yè)進行產(chǎn)品交付。

2019年8月，陸海峰站上《創(chuàng)業(yè)英雄匯》的舞臺，為戴世智能的慣性導航組合系統(tǒng)完全切入汽車市場添上了關鍵的一把火——水木資本管理合伙人唐勁草所表示“沒有任何盈利壓力的支持”：水木資本千萬人民幣的天使輪融資。

圖片來源：央視網(wǎng)

自此，戴世智能從篳路藍縷的初創(chuàng)階段步入了慣性導航系統(tǒng)領域的行業(yè)前列，2020年，戴世智能全自動化P-BOX（GNSS＋RTK＋INS的組合定位方式）組裝標定生產(chǎn)線投產(chǎn)。

2022年，戴世智能推出新一代高性能、全功能、網(wǎng)聯(lián)組合慣性導航系統(tǒng)IFS3000及桌面端軟件系統(tǒng)，支持最高100Hz的更新率，精度直追光纖組合慣導系統(tǒng)，適用于自動駕駛開發(fā)、ADAS測試應用等領域。

針對礦山等復雜環(huán)境，戴世智能則是推出了可以經(jīng)受激烈顛簸考驗的IFS2100，具備GB3836、GB/T 4208防爆認證、滿足礦山防爆安全標準，達到IP67 防塵防水等級，可經(jīng)受-40～85℃的環(huán)境工作溫度。此外，IFS2100的全航空鋁機身能夠經(jīng)受嚴苛的電磁干擾，既保證散熱需求，又能夠抵御礦區(qū)輻射干擾。

圖片來源：戴世智能

2022年8月5日，戴世智能獲得高精度汽車慣導領域軟件開發(fā)過程A-SPICE L2級認證，是汽車高精度慣導領域率先獲得此項認證的中國公司，標志著戴世智能的相關產(chǎn)品軟件質量體系達到了國際領先水平。

從篳路藍縷的自研產(chǎn)品初創(chuàng)階段，到進入主流投資機構的視野之中。艱難創(chuàng)業(yè)的七載春秋不僅帶給了戴世智能一個具備“優(yōu)秀的汽車基因、強烈的創(chuàng)業(yè)熱情、強大高效的執(zhí)行力”的創(chuàng)業(yè)團隊，也讓公司的業(yè)務在組合慣性導航這一細分領域內得到了最大程度地拓展：

目前，戴世智能不僅為大載重無人機開發(fā)飛行控制器，為ADAS和主動安全系統(tǒng)研發(fā)真值設備，為無人礦車提供超高精度組合慣導，為末端配送車供應高精度IMU，為多家頭部汽車廠商的L2+乘用車業(yè)務提供P-Box產(chǎn)品及配套服務。

圖片來源：戴世智能

汽車新四化、產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化的浪潮浩浩湯湯，戴世智能不僅是眾多技術型初創(chuàng)企業(yè)的縮影，也是處于初創(chuàng)階段的小型企業(yè)面向未來的愿景：

從團隊不足二十人、“蝸居”在緊鄰同濟大學的創(chuàng)業(yè)園區(qū)內；到團隊拓展至百余人，子公司遍布上海、合肥、廈門等地。目前，在無人礦車、無人工程車輛、末端物流無人配送車、L3及以上乘用車、飛行汽車等無人駕駛的落地場景中，戴世智能都獲得了業(yè)內標桿級知名客戶的認可和項目訂單。

正如陸海峰所言，新興行業(yè)如雨后春筍不斷涌現(xiàn)，先發(fā)未必早至，唯有打好堅實的基礎，掌握核心技術和體系，才有可能成為未來的贏家。“厚植技術領域”的理念不僅陪伴戴世智能走過了篳路藍縷的創(chuàng)業(yè)路，還將助力戴世智能率先打開慣性導航前裝市場，實現(xiàn)成為定位領域標桿型企業(yè)的未來愿景。