在自动驾驶技术日新月异的今天，一辆车如何精准知道自己行驶在哪条车道上？如何在隧道、城市峡谷等信号不佳区域保持连续定位？答案就在一个名为PBOX的神秘盒子中。作为自动驾驶系统的“定位中枢”，PBOX已经成为智能汽车的标配设备。本文将带您全面了解这项关键技术。
一、为什么拆解华为的这款PBOX？
华为这款PBOX是目前整个自动驾驶行业，最最最主流的方案及芯片选型，没有之一！！！不管是单独的PBOX盒子方案，还是目前很多厂家直接将PBOX功能集成到ADAS域控中，直接贴片到ADAS域控的PCB板上。华为的这款PBOX都是整个自动驾驶发展浪潮中非常主流而且极具引领性的产品。
二、PBOX介绍
PBOX（Positioning Box），中文名称为高精度定位盒子。它融合了全球导航卫星系统（GNSS）与惯性测量单元（IMU）等技术，通过软件算法融合，为车辆提供超高精度（厘米级）的定位与姿态信息。在自动驾驶过程中，车辆需要精确知晓自身的位置、行驶方向以及车身姿态等信息，以便做出准确的决策，而 PBOX 正是实现这一功能的核心组件。
比如，在复杂的城市道路环境中，高楼大厦林立，卫星信号容易受到遮挡而减弱或中断。此时，PBOX 凭借其内部的 IMU，能够依据之前获取的车辆运动信息，在短时间内持续推算车辆的位置和姿态，确保定位信息的连续性和稳定性。而当卫星信号恢复良好时，GNSS 又能迅速校准 IMU 的累积误差，两者相互协作，使车辆始终保持高精度的定位状态。
与传统车载导航相比，PBOX的核心优势在于精度跃升：
普通车机GPS定位精度：约2.5米
基础PBOX定位精度：可达1.5米
支持RTK（实时动态差分定位）的PBOX：精度跃升至厘米级
这种精度的质变，使车辆能够准确判断自身所在车道，以及绝对位置信息，为自动变道、进出匝道等高级辅助驾驶功能提供基础保障。随着智能驾驶向L3级以上发展，PBOX已成为众多车企的选择。从理想L9、长安阿维塔到问界M9等等，主流智能车型纷纷装备了这一“定位神器”。
GNSS+IMU组合定位的原理图如下：
MCU作为主控模块，主要负责数据采集、监控和算法处理；采集的数据来自三个部分：GNSS模块的定位数据、IMU的惯导数据和CAN接口输入的车辆信息。其中GNSS模块一般通过UART接口和MCU通信，GNSS模块需要接入天线信号，所以系统设计中有天线接口。IMU模块通过UART/I2C/SPI等接口和MCU通信。车辆信息是来自对外接口中的CAN FD接口。解算完成的位置信息也是通过CAN FD接口发送出去。
GNSS和IMU的融合算法有几种：松耦合/紧耦合/深耦合。
松耦合算法：GNSS解算后的结果，与IMU解算后的结果，进行卡尔曼滤波，得出最终定位解；
紧耦合算法：GNSS与IMU解算过程中，不断互相校验、纠正、最后再经过卡尔曼滤波输出定位解。
深耦合在紧耦合的基础上，将INS模块的部分数据直接送到基带芯片里，将INS的惯性数据作为GNSS解算的一部分。通过INS准确的相对多普勒变化信息，辅助信号跟踪，提高恶劣环境下多普勒的估计准确度，从而提高载波相位、伪距等观测量的精度和连续性，减少观测量中断和跳变的问题，从而有效提高组合导航精度和可靠性。
下面就结合华为的PBOX来详细了解一下PBOX的方案和实现。
三、华为ADS4.0系统中的PBOX拆解
3.1、结构外壳
下面就深度拆解华为ADS4.0系统中的PBOX，结构外观如下：
拆开后发现，该产品有密封圈，防水等级至少为IP67。
主要芯片都进行了散热处理，涂敷了散热膏。
3.2、硬件方案
拆开后能看到主要的器件如下：
整个产品的硬件框图如下：
3.3、核心器件详解
华为PBOX的核心器件如下：
3.3.1、MCU——英飞凌的TX397XX
提到量产自动驾驶，没有任何企业，任何设计者，能绕开英飞凌的这颗MCU，他绝对是目前自动驾驶行业中最最最最最最最主流的MCU型号，它分为TC397XX和TC397XP两个版本，两者的区别就是SRAM的大小，目前自动驾驶中一般都会选择XX的版本。
本文就不赘述关于这颗MCU了。
3.3.2、MCU的PMIC——英飞凌的TLF35584
这颗PMIC更是不用提，只要用到英飞凌的TC2xxx、TC3xxx系列MCU，必然会用到这颗PMIC。他也可以用于搭配其他的MCU，比如芯驰的E系列，瑞萨的RH850等等都可以。本文也不再赘述了。
3.3.3、GNSS模组——ublox的F9K
Ublox的F9K系列绝对是目前自动驾驶量产产品中使用最最最最最最广泛的，像后来移远的LG69系列，和芯星通的U6xx系列，包括毫厘、导远、华测等等一大堆的国产厂家都是pin2pin的ublox的F9系列GNSS模组。
F9系列其实分两个系列，F9K和F9P，F9K有分好几个版本，F9P精度比F9K更高，价格也更贵，最早其实F9K也很贵，而且也不是车规的，其实也是华为将其引入到国内来，然后做了定制、认证，然后才开始批量上车、降价，才做到今天这样子的价格。下面就梳理一下F9系列的几款常用的产品的区别：
各位好奇宝宝们，一定想知道F9K内部长什么样，小编已经替你们拆开看了，只有两颗ublox自己的芯片。
3.3.4、IMU——muRata的SCHA634
muRata这颗IMU也是目前车轨量产中比较顶流的存在，他的性能应该不如当初自动驾驶demo年代使用的ADI那颗那个耀眼，但是肯定也不会比TDK的IAM2068x系列，ST的ASM330，博世的BMIxxx系列差，但是价格也相对要贵一些。目前已经有下一代产品了SCH1633，价格更优，性能也有所提升。本文就不详细对比这几款IMU的参数了。
3.3.5、CAN收发器——NXP的TJA1145
NXP的这颗TJA1145在车载的CAN收发器中，那是绝对顶流的存在，它支持Partial Networking。
像PBOX这类应用，一般对低功耗的要求更严格，如果使用TJA1043这类收发器，一旦被和自己不相关的CAN报文唤醒之后，需要软件进行判断处理，尽快的再次进入休眠模式。此时就对CAN收发器提出了新的功能需求，即局部网络唤醒功能，相关标准为11898-6:2013。NXP这颗TJA1145，可以通过SPI接口配置唤醒报文的速率，ID和数据，不满足条件的CAN报文无法唤醒TJA1145。
华为这颗CAN收发器，既能接收整车给过来的轮速、车身信息，以及4G/5G模块发过来的RTK差分数据，同时又能输出MCU处理完后的定位信息。
四、PBOX的现状与未来
随着城市NOA的普及，自动驾驶对定位精度的要求已进入厘米级时代。PBOX作为实现这一目标的核心组件，正在经历从独立设备到深度集成的转变过程。
过去大部分都是以独立PBOX的形态出现的，比如华为系的ADS4.0方案中都是独立的PBOX，理想L9系列也是使用的导远的PBOX，比亚迪、长城等均是使用独立的PBOX盒子。
现在很多厂家都将PBOX的功能放到了ADAS域控制器里面，将GNSS模组、IMU芯片直接贴到PCB板上，MCU也不再单独使用一颗独立的MCU，而是复用ADAS系统中的MCU或者SOC，像目前理想L系列换新版，小米，蔚来等等都是集成方案。如果对IMU性能要求高（需要针对芯片做二次标定），则使用独立的IMU模组即可（方便标定）。
未来，随着5G-Advanced通信、低轨卫星增强以及量子惯性导航等技术的发展，车辆定位能力将实现新的飞跃。但无论如何演进，定位系统的核心使命不变——让每一辆自动驾驶汽车时刻精准知晓“我在哪里”，为智能出行保驾护航。
正如一位行业专家所言：“在自动驾驶的世界里，没有精准定位，一切智能都是空中楼阁。” PBOX技术的故事才刚刚翻开精彩的篇章。
END
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