于自動駕駛而言車道連續(xù)定位是重中之重,晶振又做幕后英雄?
來源：http://www.element79mechanical.com 作者：億金電子 2020年09月17
于自動駕駛而言車道連續(xù)定位是重中之重,晶振又做幕后英雄?
于自動駕駛的實現(xiàn)而言,車道連續(xù)定位技術乃是重中之重,它的主要作用就是在車輛行駛過程中自動對車輛目前的實時位置,以及周圍車道的獲取和上傳,然后再配合外景攝取,中央算法,從而實現(xiàn)車輛自動安全駕駛;在這整套系統(tǒng)的背后,有一個必不可少的元件,那就是石英晶振,它的輸出頻率信號是實現(xiàn)車道連續(xù)定位的關鍵所在.
如今,全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)接收器技術正不斷克服其局限性.精度提升至幾十厘米,收斂時間(接收器在信號中斷和隨后重新獲取后達到預定精度水平所需的時間)提升至幾秒鐘.延遲(從測量位置到設備將此位置報告給網(wǎng)絡之間的時間)大約為10毫秒.位置更新頻率也能做到10Hz以上.此外,通過更多技術改進,在城市峽谷、多層道路和其他具有挑戰(zhàn)性的場景中也能進行定位.
然而,并不是所有的技術突破都是發(fā)生在全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)中的,單單是它的發(fā)展是無法實現(xiàn)車道連續(xù)定位的.在市場需求的影響下,硬件設備也在不斷的向市場靠攏,硬件尺寸逐漸縮小為適用于大眾市場的便攜式低功耗設備,其中就包括石英晶振產(chǎn)品,今年年中日本大真空就推出一款尺寸為1008mm的差分晶振;再一個就是無處不在的無線互聯(lián)網(wǎng)連接使GNSS校正服務能夠最大限度地減少電離層對GNSS精度的影響,而電離層影響正是GNSS誤差的主要來源.此外,國家層面和國際層面對于太空領域的投資為我們提供了為創(chuàng)新應用量身定制的新衛(wèi)星系統(tǒng).這使得接收器能夠使用更多(可見)衛(wèi)星,進而獲得關鍵性的優(yōu)勢.
在互聯(lián)網(wǎng)和衛(wèi)星等應用上都有使用石英晶振,一般情況下網(wǎng)絡設備上使用的網(wǎng)絡通信晶振以及衛(wèi)星上使用的衛(wèi)星晶振都是性能較好的晶振產(chǎn)品,因為它們不僅工作在復雜環(huán)境下,對精度等性能要求也較高.這樣才能輸出穩(wěn)定的頻率信號,從而維持設備穩(wěn)定運行.通常在無線通信及定位模塊都是使用石英晶體振蕩器,并且在光通信設備上會使用差分晶振等.現(xiàn)如今市場上也出現(xiàn)了低相噪小體積溫補晶振以及上文提到的新一代差分晶振.
這些進步將使我們能夠為車輛配備最新一代多頻帶、多星座GNSS接收器,提供亞米級的精度(甚至可達幾十厘米),具體取決于應用的要求.但是我們需要的并不僅僅是定位精度的提高.低延遲是新興應用提出的另一項關鍵要求,例如”車輛到一切”(V2X)通信.在V2X中,車輛使用無線消息相互”交談”或與路邊基礎設施”交談”,并在合流和超車時傳遞關于移動位置的警告和信息,以及在交叉路口協(xié)商優(yōu)先權.
這就是車道實時定位對于自動駕駛汽車的重要意義,而這一切都是基于石英晶振才能實現(xiàn)的,無論是和衛(wèi)星信息進行連續(xù)交互的實時定位功能,還是和周圍其他車輛進行位置信息交互的無線通信功能都需要石英晶振支持.
如上文所說,定位系統(tǒng)通常使用溫補晶振,然而在這個需要高精度,低時延的全球?qū)Ш叫l(wèi)星導航系統(tǒng)中需要的是性能更加高級的溫補晶振來提供頻率信號;如精度更高,頻寬更大,相位噪聲更小等.
車道連續(xù)定位的意義何在?其中的重點就是實時,但是這樣一來需要處理的數(shù)據(jù)量就會極具上升,會極大消耗CPU資源,所以這個時候就需要高精度以及高驅(qū)動功率的有源晶振才能夠滿足芯片快速,精準的處理特性,從而實現(xiàn)連續(xù)精確實時定位.
于自動駕駛的實現(xiàn)而言,車道連續(xù)定位技術乃是重中之重,它的主要作用就是在車輛行駛過程中自動對車輛目前的實時位置,以及周圍車道的獲取和上傳,然后再配合外景攝取,中央算法,從而實現(xiàn)車輛自動安全駕駛;在這整套系統(tǒng)的背后,有一個必不可少的元件,那就是石英晶振,它的輸出頻率信號是實現(xiàn)車道連續(xù)定位的關鍵所在.
然而,并不是所有的技術突破都是發(fā)生在全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)中的,單單是它的發(fā)展是無法實現(xiàn)車道連續(xù)定位的.在市場需求的影響下,硬件設備也在不斷的向市場靠攏,硬件尺寸逐漸縮小為適用于大眾市場的便攜式低功耗設備,其中就包括石英晶振產(chǎn)品,今年年中日本大真空就推出一款尺寸為1008mm的差分晶振;再一個就是無處不在的無線互聯(lián)網(wǎng)連接使GNSS校正服務能夠最大限度地減少電離層對GNSS精度的影響,而電離層影響正是GNSS誤差的主要來源.此外,國家層面和國際層面對于太空領域的投資為我們提供了為創(chuàng)新應用量身定制的新衛(wèi)星系統(tǒng).這使得接收器能夠使用更多(可見)衛(wèi)星,進而獲得關鍵性的優(yōu)勢.
在互聯(lián)網(wǎng)和衛(wèi)星等應用上都有使用石英晶振,一般情況下網(wǎng)絡設備上使用的網(wǎng)絡通信晶振以及衛(wèi)星上使用的衛(wèi)星晶振都是性能較好的晶振產(chǎn)品,因為它們不僅工作在復雜環(huán)境下,對精度等性能要求也較高.這樣才能輸出穩(wěn)定的頻率信號,從而維持設備穩(wěn)定運行.通常在無線通信及定位模塊都是使用石英晶體振蕩器,并且在光通信設備上會使用差分晶振等.現(xiàn)如今市場上也出現(xiàn)了低相噪小體積溫補晶振以及上文提到的新一代差分晶振.
這些進步將使我們能夠為車輛配備最新一代多頻帶、多星座GNSS接收器,提供亞米級的精度(甚至可達幾十厘米),具體取決于應用的要求.但是我們需要的并不僅僅是定位精度的提高.低延遲是新興應用提出的另一項關鍵要求,例如”車輛到一切”(V2X)通信.在V2X中,車輛使用無線消息相互”交談”或與路邊基礎設施”交談”,并在合流和超車時傳遞關于移動位置的警告和信息,以及在交叉路口協(xié)商優(yōu)先權.
如上文所說,定位系統(tǒng)通常使用溫補晶振,然而在這個需要高精度,低時延的全球?qū)Ш叫l(wèi)星導航系統(tǒng)中需要的是性能更加高級的溫補晶振來提供頻率信號;如精度更高,頻寬更大,相位噪聲更小等.
車道連續(xù)定位的意義何在?其中的重點就是實時,但是這樣一來需要處理的數(shù)據(jù)量就會極具上升,會極大消耗CPU資源,所以這個時候就需要高精度以及高驅(qū)動功率的有源晶振才能夠滿足芯片快速,精準的處理特性,從而實現(xiàn)連續(xù)精確實時定位.
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