“充电15分钟,续航400公里”的汽车,你敢开吗?

文 李直人

随着汽车科技的快速发展,驱动人们对驾驶安全性和舒适性需求不断提升。作为汽车高频应用的车载导航也开始呈现新的发展特征,朝着具备更高信息精细度、定位准确性和更具象的信息显示方向发展。车道级导航由此而来。

车道级导航最大的特征便是可以实现车道级定位和车道级引导,相较传统导航能够给予用户更精细化的导航指引。正是基于这一点,当前包括大众、奔驰、宝马、本田等在内的车企纷纷开始将车道级导航作为一项重要配置在新车上搭载,汽车导航因此迈入向车道级导航进阶的新时代。

美行科技全球首家量产车道级导航

美行科技是中国最大的独立导航软件提供商,也是NDS协会重要成员(NDS协会是宝马、大众、戴姆勒等国际知名车厂主导设立的,主要目的是为车厂、系统供应商及地图供应商未来的发展提供一套标准的国际化的地图数据格式)。美行科技对导航数据标准NDS的标准制定发挥了积极作用,其基于NDS标准的导航引擎与数据编译平台具备全球适应性,迅速获得主流国际车厂的青睐。

作为车载导航的下一个风口,车道级导航在美行科技等的积极推动下,已经进入了规模化应用阶段。美行科技的车道级导航,自2019年底量产到现在,先后在诸多主流车企的新车上应用。

车道级导航成为行业发展新航标,主流车企加速量产上车

图片来源:美行科技

“充电5分钟,通话2小时”的***快充刚成为国民标配,汽车快充时代也要来了。

支撑美行科技车道级导航快速量产上车的,是其多年深耕导航领域积累的丰富研发和项目交付经验。自2016年正式启动车道级别的导航产品研发,美行科技先后自研了车道级定位算法、MXNAVI车道级地图生成系统、车道级AR、场景渲染等多项关键技术,构筑了车道级导航规模化应用的坚实壁垒。

“充电15分钟,续航400公里”。这是什么效率?特斯拉的第三代超级快充,充电5分钟的续航只有120公里。

“充电15分钟(庆祝广州疫情防控取得阶段性胜利),续航400公里”的汽车,你敢开吗?

这意味着,快充今后将成为电动汽车领域竞争的一大焦点。或许有朝一日,我们有机会开着一辆电动汽车,开遍祖国大好河山。

研发出这款电池的,是被称为中国动力电池龙头企业的宁德时代。

福建宁德,这座位于东海之滨的小城市,是全球最大的动力电池生产基地,全世界 1/ 4 的电动汽车电池产自这里,平均每分钟有 1000 个电动汽车电池下线。可见当地的产业实力是多么雄厚。

宁德时代提高快充速率的方法,是通过提高电池的能量密度实现的。

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根据央视《经济半小时》栏目报道,在现有化学材料技术的基础上,研究人员经过反复试验,终于将电池包能量密度提升了两倍,达到了每千克 220 瓦时,这使得电动汽车的续航里程有望达到 1000 公里以上。

美行科技已经量产的定位算法,通过融合GNSS信息、车身传感器信息、多功能摄像头信号等,可提供车道级别的亚米级定位结果,一举将汽车的定位精度由道路级细化到车道级。美行科技表示,目前其车道级导航产品的车道定位准确率和变道识别率超过了95%。利用这种定位方案,即便在高架路、地下停车场、城市峡谷、隧道等多种GPS信号弱的场景中,仍然能提供准确而连贯的空间定位,其中多层高架桥定位识别率达到96%,而在多层地下停车场楼层定位上,准确率则可以达到100%。

以往的动力电池是由模组组成,每个模组包含10个左右电芯。宁德时代这次直接取消了模组,直接把电芯集成到电池包,这样不仅提高了能量密度,也为加快充电速率创造了条件。

车道级导航成为行业发展新航标,主流车企加速量产上车

图片来源:美行科技

其实快充和慢充并不是一种相互取代的关系,二者充电方式不同,原理也不一样。

快充是利用直流充电桩的接口,把电网的交流电转化成直流电,输送到电动汽车的快充口,电能直接进入电池充电。

定位精度的提升,让驾驶者对自身位置和周边环境的空间关系更加敏感,为驾驶员或自动驾驶系统下一步的规划控制提供重要决策依据。这种多源融合的定位解决方案,还可以大大提升定位冗余安全,强化导航系统在复杂场景下的鲁棒性。

“充电15分钟,续航400公里”的汽车,你敢开吗?

而慢充是利用交流充电桩的接口,把电网的交流电输入电动汽车的慢充口,经过汽车内部的充电机把交流电转成直流电,再输入电池完成充电。

基于车道级定位和车道级数据,美行将导航路线规划和引导从道路级细化到车道级。车道级导航可以为用户提供更恰当、精准的车道引导,在行驶过程中,提前明确告知车道选择和变线,以避免车主出现变道不及时导致绕路或者引发安全风险等烦恼。例如,一些城市的道路设计,掉头车道在最右侧车道,若是没有车道级导航的指引,很容易习惯性的选择最左侧车道,这是车道级导航一个典型的应用场景。

车道级导航成为行业发展新航标,主流车企加速量产上车

图片来源:美行科技

二者完全不同,不能互换,一旦互换,严重的可能导致电流烧毁汽车。

所以一般的汽车,都会同时配备快充接口和慢充接口。

MXNAVI车道级地图生成系统主要是通过软件将标准SD地图数据加工成可用于车道级的高精HD数据。通过该系统,美行科技只需要SD地图数据和少量的HD车道属性,即可实现SD地图与HD地图的融合,生成可用于车道级导航的地图数据。如此一来,实现车道级导航就不一定非要依赖全要素的HD地图数据,降低了车厂由传统导航演进到车道级导航的门槛。这使得美行成为全球首家通过软件弥补地图数据不足的软件公司,也大大加速了车道级导航的大规模量产进程。

宁德时代“充电15分钟,续航400公里”的快充技术,并非是要淘汰掉慢充,而是想让快充越来越快,这样双管齐下,既能通过增加电池容量增加续航,又能通过快速充电增加续航。

但问题是,经常用快充对电池寿命是有损害的。

“充电15分钟,续航400公里”的汽车,你敢开吗?

频繁快充,不仅有可能加速电池极化、产生更多废热、增加自燃发生的概率,还可能会导致电芯析出晶体锂元素、降低电池容量、造成短路危险。

当然,情急之时偶尔使用快充还是可以的,但频次太高的话,就要注意电池保养和更换了。

车道级导航成为行业发展新航标,主流车企加速量产上车

图片来源:美行科技

天下功夫,唯快不破——是这个道理,但“自伤”的风险也是需要防着的。

毕竟过犹不及嘛!

而场景渲染则是让车道级导航的信息呈现更直观。美行利用SD路网和相关的车道属性,识别出不同的模型,生成车道2D矢量图形,然后通过进一步加入路网的拓扑和ADAS属性信息,推导出道路的相对描画层级关系,生成3D建模。之后,只需结合车道图形的连接关系和车道属性的变化情况,就能制作出形象又直观的辅助引导信息。基于该技术,美行科技可以达到车道级导航的渲染与可视化呈现。

美行科技车道级导航可谓是对传统车载导航一次重大的体验提升。美行在2019年量产高速/城快车道级导航功能,于2020年上线城市主干道车道级导航功能。按照美行科技的规划,未来5年该公司将完成全国56个城市的主干道车道级数据生成、编译并上线,以支持其车道级导航在更大范围内应用。

美行高阶导航演进 持续推动导航变革

随着摄像头、雷达等感知产品和技术的不断演进,车道级导航的能力边界也在不断扩展。目前,在已有车道级导航基础上,美行科技同时也在积极进行技术研发,推动导航引擎与车辆感知信息的融合,以形成面向人机共驾的高阶导航系列产品。

1、融合车道级定位的AR导航才是货真价实的AR导航

车道级AR导航是车道级导航和视觉传感信息的融合,其本质还是为人导航。AR导航并不是说只要画面够炫就行,只有基于车道级定位的AR导航才有意义。美行车道级AR导航将高精度车道级定位、图像识别技术融合,实现轨迹线与现实道路的完美贴合,将路线引导信息、ADAS信息等集成在驾驶者视角画面内。车道级AR导航不仅可以提供所见即所得的路线指引,还能实现行人提醒、弯道提醒、防碰撞预警等一系列驾驶辅助功能,提升导航体验和驾驶安全性。

车道级导航成为行业发展新航标,主流车企加速量产上车

图片来源:美行科技

下个阶段,美行新研发的将车道级AR导航、图像识别、SLAM定位、AR云锚点技术、车道级场景互动相融合,使得AR导航无限趋近于MR导航。

2、高精度车道级导航是人车共驾阶段人车交互的窗口

近几年内自动驾驶技术发展迅速,不管是单车智能,还是车路协同,做到完全无人驾驶还需要很长时间,人车共驾仍然会是主要量产形态。这种情况下,如何让驾驶者更好地参与其中,切实提高驾驶安全性,是一个重要的话题。

高速上的定速巡航应该算是最早为人熟知的自动驾驶辅助功能,这种场景无需设定目的地,只需要汽车在驾驶者可视范围内自动保持车速即可。而要实现诸如自动选择最优车道、自动进出匝道切换高速等有路线规划场景下的自动驾驶功能就要依赖于高精度车道级导航。这涉及到高精度地图、高精度定位技术、视觉传感器和雷达引擎算法以及HMI交互等多方面的提升。

车道级导航成为行业发展新航标,主流车企加速量产上车

图片来源:美行科技

车道级导航将是人车共驾阶段驾驶者和汽车交互的主界面。借助3D渲染技术,车道级导航界面不仅可以为驾驶者提供精准定位和更直观、清晰的车道级别的导航指引,还能让车辆与车辆、行人、障碍物等周边环境的空间位置关系呈现更加具象的效果。在自动驾驶状态下,车道级导航界面不仅能够展示汽车对环境的感知结果,还能以可视化形式呈现自动驾驶系统综合车道级导航路线和感知信息而做出的决策意图和执行动作。自动驾驶决策过程的可视化呈现是驾驶者建立对汽车自动驾驶系统的信任的基础,也让驾驶者对自动驾驶系统的行为有所预判,以便在某些紧急情况下快速接管车辆的控制权。

3、停车场导航在自主泊车领域的应用

当前自主泊车正进入快速普及期,而地下停车场内自主泊车也是低速自动驾驶的典型场景。基于高精度定位的美行停车场导航不仅仅能够提供点-点精细路线引导,还可以实现对高精停车场地图数据、环境感知数据、SLAM建模数据的精细渲染,以深度定制HMI呈现给驾驶者,让驾驶者了解自动泊车系统的能力,同时赋予驾驶者掌控感和参与感。

图片来源:美行科技

无论是结合ADAS信息的车道级AR实景导航,还是应用于高速自动驾驶和低速自主泊车两大场景的高精度车道级导航,不仅需要更直观的HMI可视化呈现,还需要更高精度的定位、精细化路线引导和融合多源传感器信息。车道级导航是车载导航融合汽车感知信息、提升精准定位之后的又一次体验提升,也是实现汽车高阶导航的必要条件。

汽车高阶导航的实现除了依赖硬件性能的提升之外,软件在其中的角色越来越重要。作为全球首家实现车道级导航量产的软件企业,美行科技拥有丰富的车企配套服务经验和百万台数量级别的量产规模。凭借领先的技术、强大的交付保障和差异化定制能力,美行科技将在未来车载导航蓝海中占据更大的市场空间。