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特斯拉FSD系統(tǒng)進入國內(nèi)，表現(xiàn)不盡如意，兩個最明顯的缺點：一是紅綠燈檢測不到位，無視臨時紅綠燈；二是經(jīng)常走錯車道?；旧弦惶煜聛?，一本駕照都不夠扣。有人說多給點時間，特斯拉FSD系統(tǒng)就能好起來。這個未必，特斯拉FSD走錯車道的原因不是軟件算法問題，而極大概率是定位系統(tǒng)精度低造成的問題。
圖片來源：Tesla
進入國內(nèi)的特斯拉FSD只能運行HW4.0系統(tǒng)，相比HW3.0系統(tǒng)，HW4.0系統(tǒng)絕對定位的硬件要強大很多。
HW3.0使用了u-blox的M8L做GPS定位，沒有單獨外置的IMU，定位精度與幾千元的手機差不多。理想狀態(tài)下定位精度是2.5米CEP，衛(wèi)星輔助情況下是1.5米CEP，CEP代表圓概率誤差（Circular Error Probable），是一種用于衡量武器系統(tǒng)精度的指標。它表示一個圓的半徑，以平均值為中心，預期有50%的彈藥會落在這個圓的周邊。換句話說，CEP是指50%的彈藥會落在以平均著陸點為中心的一個圓內(nèi)。如果某個武器系統(tǒng)的CEP為2.0米，那么當有100發(fā)彈藥瞄準同一個點時，其中50發(fā)會落在以平均著陸點為中心的半徑為2.0米的圓內(nèi)。在車上，就是說達到1.5米精度的定位概率（置信度）為50%。
那么，高等級智能駕駛需要的定位精度是多少呢？
根據(jù)中國高速公路設計基本參數(shù)和乘用車最大尺寸，對乘用車的橫向定位精度要求是0.2米，縱向的精度要求是1米，置信度95%。在車身剛好壓線的極限情況，橫向定位精度必須小于0.78米，縱向精度小于3米，置信度大于99.7%。在匝道、互通式立交，定位精度要求更高。
車道級智能駕駛所需要對應的絕對定位精度
圖片來源：導遠電子
如果定位超出了上述定位精度要求，會有怎么樣的危險？就如下第一種情況，車輛行駛在左車道，因定位偏差誤認為在右車道，在超車時就會駛向?qū)γ孳嚨溃a(chǎn)生碰撞危險。同樣、在交通擁堵、故障?？康惹闆r下，定位的偏差也會導致危險情況的發(fā)生。
圖片來源：導遠電子
當然，定位精度太低會導致頻繁走錯車道，駕照會面臨頻繁扣分。國內(nèi)早期都使用單獨的定位盒子即P-Box解決方案，現(xiàn)在內(nèi)卷極其嚴重，對成本錙銖必較，單獨的定位盒子有被定位模組貼片取代的趨勢。
特斯拉自然也是知道定位的重要性，因此HW4.0的定位系統(tǒng)相比HW3.0可謂相當豪華：GNSS前端是意法半導體的STA5635A，價格約為3-4美元；信號接收處理是意法半導體的STA8100GA，價格是7.2美元左右；IMU是意法半導體的ASM330LHH，價格5.9美元。圖上未顯示出來。
意法半導體定位盒子參考方案設計框架圖
圖片來源：意法半導體
上圖中，這種設計一般采用以太網(wǎng)輸出到智能駕駛ECU，成本比較高昂，多了一片定位引擎芯片，還增加了一路以太網(wǎng)，電子架構上略微麻煩?？紤]到EMI電磁干擾以及天線接收效果，一般都是單獨的外置盒子。近來價格競爭激烈，大家紛紛減配，改為集成在ECU內(nèi)，性能自然差了不少，但成本也降低不少。STA1385也太貴了，要25美元，比STA5635+STA8100+ASM330LHH加起來都要貴上8美元。
意法半導體參考方案定位盒子性能參數(shù)
圖片來源：意法半導體
意法半導體參考方案定位盒子性能剛剛好滿足中國車道級智能駕駛的需求。在RTK加持下可以做到厘米級定位，不過RTK服務是要收服務費的。
STA8100GA和STA5635A都屬于意法半導體的Teseo V系列。
圖片來源：意法半導體
用專業(yè)GPS接收機（約2萬元左右）即NovAtel加持下CEP可以到0.11米，沒有專業(yè)GPS接收機則是1.03米。
三波段band GPS定位
圖片來源：意法半導體
實際如果只是雙波段，不需要使用外接的RF終端STA5635A，單一片STA8100GA就足夠，但特斯拉可能考慮全球使用，加了STA5635A。
除了接收處理外，最關鍵的是IMU，因為在城市高樓林立的街道上，GPS信號丟失是無法避免的。這個在美國反倒不嚴重，在中國問題很突出，中國一線城市高樓密集程度遠超自動駕駛大本營加州。在加州，用上最便宜的IMU就行；但在中國，必須用上優(yōu)質(zhì)IMU，最好是兩顆IMU。此外，GPS信號與衛(wèi)星仰角關系密切，仰角越高，自然就難以遮擋，GPS信號比較好。由于GPS衛(wèi)星和北斗衛(wèi)星主要覆蓋中低維度，越靠北，仰角越低，GPS越容易被遮擋。換句話說，北京比深圳更容易出現(xiàn)GPS信號丟失，在深圳做自動駕駛會比北京容易不少。
目前車載用的IMU都是MEMS的，IMU包括兩部分，即加速度計和陀螺儀，其中陀螺儀比加速度計要重要的多。傳統(tǒng)機械陀螺儀主要利用角動量守恒原理，即：對旋轉(zhuǎn)的物體，它的轉(zhuǎn)軸指向不會隨著承載它的支架的旋轉(zhuǎn)而變化。MEMS陀螺儀主要利用科里奧利力（旋轉(zhuǎn)物體在有徑向運動時所受到的切向力）原理，公開的微機械陀螺儀均采用振動物體傳感角速度的概念，利用振動來誘導和探測科里奧利力。
IMU有很多參數(shù)，并且各個廠家都盡量不用相同的參數(shù)，好讓客戶無法對比或很難對比。?如果只用一個指標來代表一款IMU的精度的話，那毫無疑問是陀螺零偏。這是因為：1) ?慣導系統(tǒng)的精度主要取決于IMU中的陀螺器件精度，而不是加速度計精度；2) 陀螺的精度指標中最重要的又是零偏誤差，它基本上決定了該慣導長時間獨立工作時的誤差發(fā)散速度。零偏包含多組數(shù)據(jù)，廠家不告訴關鍵參數(shù)，或者找個看起來最好看的參數(shù)給你看。
ADI壟斷高端IMU市場，價格基本都是上千美元，中低端市場主要是TDK、村田、博世和意法半導體。
圖片來源：意法半導體
意法半導體共5款車規(guī)級產(chǎn)品，ASM330LHH為入門型，ASM330LHB為高端產(chǎn)品，價格是9.52美元，比ASM330LHH的5.91美元貴了3.61美元。ASM330LHBG1TR更貴，要11.51美元，不過只是增加了溫度擴展。
博世4款ADAS定位用IMU
圖片來源：Bosch
博世有4款ADAS定位用IMU，SMI240的價格大約是6.5美元。
常見IMU參數(shù)對比
數(shù)據(jù)來源：網(wǎng)絡
TDK的42688型號多用于蘋果手機，不過參數(shù)確實很好看，但參數(shù)難以全面對比。
國產(chǎn)導遠電子的INS570D也能滿足高級智能駕駛所要求的標準，并且導遠電子用的是自己生產(chǎn)的IMU，技術底蘊勝過國內(nèi)大部分廠家。INS570D用了測繪級板卡即和芯星通的UM482。導遠電子的唯一缺點就是貴，再有就是最好配合蘑菇頭天線，蘑菇頭天線體積大，比較難放置。
要想做到L3，最低也要0.78米的定位，做到這個精度不算太難，難的是置信度要99%，必須用物理辦法，靠數(shù)學算法能做到50%就算不錯了。所以L3還是很難做到的，做中國的L3更難。
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