自动驾驶导航对定位精度的要求较高,尤其在复杂城市环境中,信号遮挡、多路径效应等问题可能影响定位稳定性。Septentrio作为全球高精度GNSS技术领导者,深耕卫星导航领域25年,其北斗定位模组通过多路径抑制与RAIM完整性监测技术,为自动驾驶车辆提供了可靠的定位支持。然而,续航能力是影响模组实际应用的关键因素之一。以下从技术原理、优化方向及实施方法三个方面,探讨Septentrio北斗定位模组的续航优化方案。
1.技术原理与续航挑战
Septentrio北斗定位模组采用多频段接收技术,支持北斗、GPS、GLONASS等多系统联合解算,提升定位精度和可靠性。其多路径抑制技术通过自适应滤波算法减少信号反射干扰,RAIM(接收机自主完整性监测)则实时检测卫星信号异常,确保输出数据的可信度。但这些功能需要较高的计算负载,可能导致功耗增加。
在自动驾驶场景中,模组需持续工作以满足实时导航需求,而车辆电源系统通常对功耗敏感。因此,需在保障性能的前提下,通过硬件设计、算法优化和系统协同降低能耗。
2.硬件层面的优化措施
(1)低功耗芯片设计:采用先进制程的处理器和射频芯片,降低基础功耗。例如,通过动态电压频率调整(DVFS)技术,根据任务负载实时调节芯片运行状态。
(2)电源管理优化:设计多级供电模块,对核心单元与外围电路分时供电。在信号稳定时段,可关闭部分冗余电路以节省能耗。
(3)天线效率提升:选用高增益低功耗天线,减少信号接收阶段的能量损耗。同时,通过天线阵列技术增强信号捕获能力,缩短首次定位时间(TTFF),间接降低持续搜索的功耗。
3.算法与软件优化策略
(1)动态工作模式切换:根据环境复杂度调整定位模式。在开阔区域启用标准精度模式,降低计算量;进入城市峡谷或高干扰区域时,自动切换至高精度模式并激活多路径抑制功能。
(2)数据融合与预测:结合惯性测量单元(IMU)数据,在卫星信号短暂中断时通过航位推算维持定位,减少GNSS模块的频繁重搜。此外,利用历史轨迹预测车辆位置,适当延长定位间隔。
(3)任务调度优化:通过后台服务管理,将非实时任务(如日志记录)延迟处理,优先保障核心定位功能的资源分配。
4.系统级协同设计
(1)与车载电源的适配:针对电动车与燃油车不同电源特性,设计宽电压输入范围(如9V-36V),避免额外的电压转换损耗。同时支持休眠唤醒功能,在车辆熄火后进入低功耗待机状态。
(2)热管理设计:优化散热结构,避免高温导致的效率下降。例如,通过金属壳体导热或增加散热孔,确保模组在长时间工作中保持稳定性能。
(3)标准化接口:提供CAN总线或以太网通信接口,减少数据转换环节的能耗,同时便于与车辆其他系统(如ADAS)高效协同。
5.实际应用验证
在某共享出行平台的测试中,搭载优化后的Septentrio北斗模组的自动驾驶车辆,在连续工作8小时后,整体功耗降低约18%,且未出现定位漂移或信号丢失问题。尤其在立交桥、隧道等场景下,多路径抑制技术有效减少了定位修正次数,进一步延长了续航时间。
综上所述,Septentrio北斗定位模组的续航优化需从硬件设计、算法改进和系统集成多维度入手。其技术优势在于平衡精度与功耗,适配自动驾驶对可靠性与经济性的双重需求。未来,随着芯片工艺与算法技术的迭代,模组的能效比有望进一步提升,为自动驾驶导航提供更长效的支持。