當(dāng)我們坐上一輛正緩緩駛?cè)胛磥?lái)的車輛時(shí),這輛車不再需要方向盤后的人類雙手,抑或時(shí)刻緊張的駕駛員目光,它能自主識(shí)別道路、避讓行人、規(guī)劃路線,并在復(fù)雜路況中靈巧穿梭。此時(shí),一個(gè)迫切的問(wèn)題浮現(xiàn)在腦海:在這樣一個(gè)沒(méi)有人類時(shí)刻干預(yù)的駕駛環(huán)境中,汽車如何確保自身處于正確的車道之中?如何在超車、轉(zhuǎn)向、遇紅燈時(shí)分毫不差地做出判斷?這便引出了自動(dòng)駕駛領(lǐng)域里不可或缺的核心技術(shù)環(huán)節(jié)——高精度定位。而在眾多定位方案中,北斗定位體系的強(qiáng)勢(shì)崛起與應(yīng)用,為自動(dòng)駕駛的實(shí)施增添了一抹亮色。那么,北斗高精度定位在自動(dòng)駕駛場(chǎng)景中究竟擔(dān)當(dāng)著怎樣的角色?這個(gè)定位體系的產(chǎn)業(yè)鏈條、技術(shù)路徑與政策環(huán)境又將如何影響我們的出行未來(lái)?
(二)從粗略定位到高精度導(dǎo)航的蛻變
早期的導(dǎo)航工具多半是車載GPS,雖為出行者指明方向,卻往往停留在“米級(jí)”精度。這種精準(zhǔn)度足以在高速公路上大致判斷汽車所處位置,也能幫助司機(jī)找到大體路線,但要在車道級(jí)或半車道級(jí)精度上完成自動(dòng)駕駛決策,卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。自動(dòng)駕駛系統(tǒng)要求車輛能夠精確到分米甚至厘米級(jí)別的定位能力,以確保車輛在變道、避障或經(jīng)過(guò)狹窄路段時(shí)決策無(wú)誤。
北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的日漸完善,讓人們開(kāi)始有條件實(shí)現(xiàn)分米乃至厘米級(jí)高精度定位。通過(guò)多頻點(diǎn)信號(hào)與多模組合,北斗不僅能提高定位精度,還能提升信號(hào)抗干擾與覆蓋能力。當(dāng)車輛行駛在復(fù)雜的城市峽谷、隧道、地下停車場(chǎng)、林蔭道路,北斗的高精度定位加上地面增強(qiáng)站的修正數(shù)據(jù),有望讓車輛在艱難環(huán)境下依然獲得穩(wěn)定定位,這為自動(dòng)駕駛邁向更高階段提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)底座。
(三)傳感器融合:不止于衛(wèi)星信號(hào)
盡管北斗為自動(dòng)駕駛車輛提供了高精度定位,但單純依賴衛(wèi)星信號(hào)并不足以保證車輛對(duì)環(huán)境的全面感知。自動(dòng)駕駛的關(guān)鍵在于多傳感器融合,如攝像頭、激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)、慣性測(cè)量單元(IMU)與高精地圖的相互配合。北斗定位信息在這場(chǎng)多維度感知數(shù)據(jù)的融合中扮演基礎(chǔ)底圖的角色,為其他傳感器提供可靠的時(shí)空基準(zhǔn)。
舉例而言,當(dāng)攝像頭識(shí)別到車道線、激光雷達(dá)感知到立體障礙物,車輛需要用北斗高精度定位信息作為對(duì)照坐標(biāo),判斷自身在道路坐標(biāo)系中的精確位置。與此同時(shí),IMU會(huì)在短時(shí)無(wú)信號(hào)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行慣性導(dǎo)航,與北斗數(shù)據(jù)相互糾錯(cuò)。當(dāng)所有數(shù)據(jù)在中央控制系統(tǒng)中匯合處理,車輛在定位、識(shí)別、決策和執(zhí)行四個(gè)關(guān)鍵步驟上能更為精準(zhǔn)且高效。
(四)高精地圖與北斗定位的相互成全
在自動(dòng)駕駛場(chǎng)景中,高精地圖是識(shí)別環(huán)境結(jié)構(gòu)的電子底圖,其所包含的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)超傳統(tǒng)電子地圖:車道線、道路坡度、曲率、限高設(shè)施、紅綠燈位置、標(biāo)志標(biāo)線一應(yīng)俱全。要充分發(fā)揮高精地圖的作用,車輛需要在地圖坐標(biāo)系中精確定位自己的位置。
北斗恰恰可以為此提供絕佳的坐標(biāo)基準(zhǔn)。當(dāng)車輛通過(guò)北斗定位獲取自身高精度位置后,再與高精地圖的坐標(biāo)進(jìn)行匹配,就能實(shí)現(xiàn)對(duì)周邊環(huán)境的準(zhǔn)確投影。借此,自動(dòng)駕駛系統(tǒng)能夠針對(duì)即將到來(lái)的路口、轉(zhuǎn)彎或上坡預(yù)先進(jìn)行操控策略的調(diào)整,使得車輛行駛不再是消極被動(dòng)的響應(yīng),而是一種主動(dòng)的規(guī)劃與預(yù)判。當(dāng)高精地圖與北斗高精度定位彼此賦能,行駛的自動(dòng)駕駛車輛便不再僅是被動(dòng)讀取路面信息,而成為擁有全局信息感知與路徑規(guī)劃能力的“決策者”。
(五)北斗定位的產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)及協(xié)同創(chuàng)新
要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛中的北斗高精度定位,需要一套完整的產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)支撐。上游是衛(wèi)星與地面基準(zhǔn)站的建設(shè)與維護(hù),包括空間段星座部署、地面增強(qiáng)站點(diǎn)的布設(shè);中游是芯片、接收機(jī)、天線及算法服務(wù)提供商,他們負(fù)責(zé)將北斗信號(hào)轉(zhuǎn)化為可用的精確定位數(shù)據(jù);下游則是汽車制造商、自動(dòng)駕駛方案集成商及出行服務(wù)商,將定位數(shù)據(jù)真正運(yùn)用到車輛上。
這個(gè)產(chǎn)業(yè)生態(tài)并非孤立運(yùn)作。北斗芯片廠商需要與汽車企業(yè)密切合作,了解車輛平臺(tái)的技術(shù)要求,以優(yōu)化模塊的尺寸與功耗;地圖商和算法團(tuán)隊(duì)要與北斗服務(wù)提供方協(xié)同,以確保坐標(biāo)體系的無(wú)縫銜接;供應(yīng)鏈伙伴還要面對(duì)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)與技術(shù)迭代,持續(xù)提升產(chǎn)品性能與服務(wù)質(zhì)量。這種協(xié)同創(chuàng)新的過(guò)程,不僅推動(dòng)中國(guó)自主衛(wèi)星導(dǎo)航與自動(dòng)駕駛產(chǎn)業(yè)的繁榮,也在全球范圍內(nèi)形成具有競(jìng)爭(zhēng)力的話語(yǔ)權(quán)。
(六)政策助力與標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)
在中國(guó),北斗作為自主衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),受到了政策層面的有力支持。而自動(dòng)駕駛的興起與落地,同樣離不開(kāi)法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)的引導(dǎo)和約束。對(duì)北斗定位在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的應(yīng)用而言,政府部門和行業(yè)組織需要建立統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)格式和合規(guī)框架。
通過(guò)出臺(tái)相關(guān)法律法規(guī),明晰自動(dòng)駕駛車輛對(duì)高精度定位的要求,可以鼓勵(lì)產(chǎn)業(yè)鏈各方加速研發(fā)。配合地方政府在路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施上的投資部署(如建設(shè)更多的地基增強(qiáng)站、完善通信傳輸環(huán)境),為北斗定位信號(hào)的高質(zhì)量覆蓋創(chuàng)造條件。此外,還可制定車輛上路測(cè)試與商用試運(yùn)行的監(jiān)管條例,確保在引入北斗定位的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)同時(shí),也兼顧安全性與社會(huì)接受度。當(dāng)政策與標(biāo)準(zhǔn)成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的堅(jiān)實(shí)后盾,北斗定位在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的普及化與規(guī)?;瘧?yīng)用將水到渠成。
(七)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)與多模式融合
全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)并非北斗一家獨(dú)大,GPS、GLONASS、Galileo等早已在導(dǎo)航定位領(lǐng)域激烈角逐。自動(dòng)駕駛的崛起,讓導(dǎo)航精度要求驟升,這亦是各系統(tǒng)各顯身手的賽場(chǎng)。北斗定位需在這一競(jìng)爭(zhēng)中不斷優(yōu)化自身性能,與其他定位系統(tǒng)進(jìn)行多模接收,提升信號(hào)冗余度與整體穩(wěn)定性。
這種多模式融合不僅有助于提高精度與可靠性,還能在國(guó)際貿(mào)易與合作層面增進(jìn)信任。當(dāng)中國(guó)的汽車品牌向海外市場(chǎng)拓展,他們自然希望車輛在本地也能順利接入當(dāng)?shù)卦鰪?qiáng)數(shù)據(jù)和導(dǎo)航服務(wù)。此時(shí),北斗與其他系統(tǒng)的良好兼容性有利于整車廠商在全球市場(chǎng)站穩(wěn)腳跟。多模式融合定位技術(shù)有望成為未來(lái)自動(dòng)駕駛車輛的標(biāo)配,為車載系統(tǒng)提供更強(qiáng)韌的定位保障,使其在各種地形與氣候條件下穩(wěn)定運(yùn)行。
(八)安全與隱私的深層思考
在自動(dòng)駕駛與北斗定位的深度結(jié)合中,安全與隱私問(wèn)題不容忽視。自動(dòng)駕駛車輛需要在行駛途中不斷獲取位置信息,如果定位數(shù)據(jù)被篡改或信號(hào)遭受干擾,將使車輛的決策機(jī)制出現(xiàn)嚴(yán)重偏差,甚至引發(fā)事故。如何確保信號(hào)加密與數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩裕绾谓⒎来鄹?、防欺騙的技術(shù)體系,是產(chǎn)業(yè)必須解決的難題。
此外,定位數(shù)據(jù)屬于敏感信息,涉及車輛行駛軌跡、停留地點(diǎn)等隱私問(wèn)題。如果數(shù)據(jù)管理不善,很容易讓用戶的行車習(xí)慣、出行偏好被外泄。在未來(lái)的技術(shù)與政策演化中,嚴(yán)格的數(shù)據(jù)保護(hù)制度、加密傳輸協(xié)議、分級(jí)授權(quán)訪問(wèn)機(jī)制都將成為必備的環(huán)節(jié)。只有在用戶信任的基礎(chǔ)上,自動(dòng)駕駛與北斗定位才能真正深入日常生活。
(九)從高速公路到城市街巷的應(yīng)用拓展
自動(dòng)駕駛目前在相對(duì)簡(jiǎn)單的高速公路場(chǎng)景中更易實(shí)現(xiàn),因?yàn)檐嚨谰€清晰、路況變化相對(duì)可控。但在城市街巷、老舊道路、擁擠的停車場(chǎng)內(nèi),信號(hào)遮擋與干擾更多,行人、電動(dòng)車、臨時(shí)障礙物頻繁出現(xiàn),對(duì)定位精度與實(shí)時(shí)性提出更高要求。
北斗定位在此可以與城市智慧基礎(chǔ)設(shè)施聯(lián)動(dòng),通過(guò)更多的地基增強(qiáng)站與5G通信網(wǎng)絡(luò)的支持,實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)甚至更高精度的定位輸出,從而讓車輛在最為復(fù)雜的城市路況下也能保持精確導(dǎo)航。隨著智能路邊單元(RSU)與各類傳感器在城市中的分布愈發(fā)密集,北斗定位信號(hào)將不僅服務(wù)于汽車,還可為無(wú)人物流車、送餐機(jī)器人、共享出行平臺(tái)提供導(dǎo)航支持,使得智慧交通的版圖從點(diǎn)到面全面鋪開(kāi)。
(十)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)層面的價(jià)值實(shí)現(xiàn)
北斗高精度定位支撐下的自動(dòng)駕駛并不只在技術(shù)領(lǐng)域激起浪花,它還將在經(jīng)濟(jì)與社會(huì)層面帶來(lái)深遠(yuǎn)影響。更精確的定位意味著更高的出行效率與更低的交通事故率,從而降低社會(huì)運(yùn)輸成本與醫(yī)療支出;更完善的自動(dòng)駕駛出行服務(wù)能讓老年人、殘障人士及無(wú)證駕駛者獲得獨(dú)立出行的機(jī)會(huì);物流、出租車、公交等行業(yè)的全面升級(jí)也將帶動(dòng)相關(guān)服務(wù)業(yè)的興起。
在整個(gè)經(jīng)濟(jì)鏈條上,這些變化將促進(jìn)人才培養(yǎng)、產(chǎn)業(yè)分工、國(guó)際貿(mào)易與資本運(yùn)作,為社會(huì)創(chuàng)造新的就業(yè)崗位與商業(yè)形態(tài)。同時(shí),隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)在商業(yè)領(lǐng)域的成熟和普及,用戶將逐漸對(duì)北斗定位下的出行生活形成依賴與習(xí)慣,這又將反過(guò)來(lái)推動(dòng)技術(shù)精進(jìn),形成良性循環(huán)。
(十一)從邊遠(yuǎn)地區(qū)到全域覆蓋的展望
對(duì)于偏遠(yuǎn)山區(qū)、內(nèi)陸腹地或地形復(fù)雜的區(qū)域,以往定位信號(hào)覆蓋不均衡,車輛出行服務(wù)難以實(shí)現(xiàn)智能化升級(jí)。北斗系統(tǒng)的建立與完善,在地面增強(qiáng)基站加持下,為更大范圍的區(qū)域提供高質(zhì)量定位服務(wù)。這意味著自動(dòng)駕駛技術(shù)不僅適用于一線城市的繁華街區(qū),也可以在廣袤的鄉(xiāng)村和欠發(fā)達(dá)地區(qū)發(fā)揮價(jià)值。
對(duì)于農(nóng)用機(jī)械的無(wú)人化耕作、邊疆運(yùn)輸車輛的長(zhǎng)途行駛、地質(zhì)勘探與救援車輛的精準(zhǔn)定位,北斗所帶來(lái)的精度優(yōu)勢(shì)能顯著提升出行與生產(chǎn)效率。這些之前看似與自動(dòng)駕駛相距甚遠(yuǎn)的場(chǎng)景,如今卻有望通過(guò)北斗定位技術(shù)打通瓶頸,真正實(shí)現(xiàn)全域智慧出行與產(chǎn)業(yè)升級(jí)。
(十二)技術(shù)演進(jìn)與持續(xù)創(chuàng)新的動(dòng)力
科技的發(fā)展從不止步。未來(lái),北斗系統(tǒng)將迎來(lái)更多升級(jí),星座布局更加完善,信號(hào)強(qiáng)度與精度不斷提升。同時(shí),自動(dòng)駕駛也在迭代,從初級(jí)的輔助駕駛、特定場(chǎng)景自動(dòng)駕駛,到全局無(wú)干預(yù)的完全自動(dòng)駕駛,每一階段的進(jìn)階都需要更強(qiáng)大的定位支持。
產(chǎn)業(yè)鏈各方需持續(xù)投入研發(fā)資源,優(yōu)化硬件與軟件,使定位模組更小型、更低功耗、更易于與車載控制系統(tǒng)整合。算法團(tuán)隊(duì)需要摸索更健壯的融合方法,讓北斗定位數(shù)據(jù)與其他傳感信息更高效地統(tǒng)合。制造商則需要通過(guò)量產(chǎn)與市場(chǎng)化讓創(chuàng)新成為規(guī)模效應(yīng),為最終用戶提供穩(wěn)定、實(shí)惠的解決方案。這些持續(xù)創(chuàng)新的動(dòng)力源,一方面來(lái)自于市場(chǎng)的實(shí)際需求,另一方面源于全球科技競(jìng)爭(zhēng)的壓力。
(十三)用戶體驗(yàn)與文化認(rèn)知的轉(zhuǎn)變
回到用戶層面,當(dāng)普通消費(fèi)者習(xí)慣于汽車自主行駛、車輛精準(zhǔn)泊車與無(wú)人配送上門的生活方式時(shí),他們對(duì)定位技術(shù)的要求也隨之提高。從一開(kāi)始對(duì)“自動(dòng)駕駛是否安全”的顧慮,到后來(lái)的“自動(dòng)駕駛是否順暢、智能”,再到最終“我是否能信任這些看不見(jiàn)的衛(wèi)星與數(shù)據(jù)后臺(tái)”,消費(fèi)者的心態(tài)正逐漸成熟。
北斗定位作為中國(guó)自主建設(shè)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),也在文化層面賦予人們信心與認(rèn)同感。這不僅是技術(shù)上的獨(dú)立與自強(qiáng),也是對(duì)未來(lái)生活形態(tài)的一種期許。當(dāng)自動(dòng)駕駛車輛在街頭巷尾暢通無(wú)阻,用戶眼中的出行體驗(yàn)也超越傳統(tǒng)駕駛模式的束縛,變得更從容、更自由。
(十四)城市規(guī)劃與空間變革的聯(lián)動(dòng)
當(dāng)自動(dòng)駕駛車輛在北斗定位的支持下遍地開(kāi)花,城市空間布局、道路規(guī)劃乃至停車場(chǎng)建設(shè)都可能隨之改變。城市管理者可依據(jù)車輛的實(shí)時(shí)精準(zhǔn)位置數(shù)據(jù),進(jìn)行動(dòng)態(tài)交通管理和智能調(diào)度。未來(lái)的城市中,或許不再需要過(guò)度依賴信號(hào)燈,車輛之間能通過(guò)位置與速度信息自動(dòng)協(xié)調(diào)通行權(quán)。
停車管理也將發(fā)生轉(zhuǎn)型,車輛通過(guò)北斗定位與停車系統(tǒng)聯(lián)動(dòng),可以迅速找到空位并自動(dòng)泊車。隨著時(shí)間推移,城市中對(duì)傳統(tǒng)停車場(chǎng)與人工路牌的需求也可能逐步減輕,取而代之的是數(shù)字化的管理方式與更合理的土地利用方案。
(十五)面向未來(lái)的思考:技術(shù)之外的考量
北斗定位賦能下的自動(dòng)駕駛,雖是技術(shù)驅(qū)動(dòng)的結(jié)果,但歸根結(jié)底服務(wù)的是人類生活與社會(huì)發(fā)展。我們需要反思:在自動(dòng)駕駛落地的過(guò)程中,是否忽略了某些弱勢(shì)群體的特殊需求?是否能在城市與農(nóng)村、發(fā)達(dá)地區(qū)與落后地區(qū)間實(shí)現(xiàn)公平的技術(shù)普及?是否能通過(guò)學(xué)校教育與職業(yè)培訓(xùn),讓更多年輕人掌握這項(xiàng)新技能并參與其中?
這些思考指向一個(gè)更宏大的命題:當(dāng)技術(shù)普惠成為共識(shí),自動(dòng)駕駛與北斗定位才能真正融入社會(huì)肌理。只有在民生與公平的考量下,技術(shù)發(fā)展才不會(huì)變成少數(shù)人的游戲,而能讓大眾共同受益。