導讀

DR：（英文為Dead Reckoning，航跡推算）。用於推算的感測器大致有：陀螺儀、四輪速、車速脈衝、3D加速度計等。在車載導航中，航位推算是使用先前確定的位置，透過測量移動的距離和方位，計算出經過的時間後的位置。航位推算受累加誤差影響，隨著時間推移，推算出的位置誤差會越來越大，需要配合GNSS位置修正。

高德車載導航和業內主流的汽車廠商有很多合作，在前裝專案中，汽車廠商為了能更好地為使用者提供更為準確的導航定位功能，大多都會選擇DR+GNSS的定位方案，而這種定位方案資料來源除了GNSS訊號外，還有感測器的訊號（陀螺、加速度計和車速等）。市面上現有的GPS回放APP和方案只有針對GNSS的，這樣車載導航內部在進行需求驗證、問題修復驗證時就需要實車路測，需要佔用很大的人力投入和時間。但在真實的業務場景中，不是每個專案都能滿足有實車的條件。

本文將介紹目前高德車載導航Android平臺的DR+GNSS回放方案。

高德車載導航DR模式

前端融合模式

DR又分為前端融合和後端融合。前端融合指的是訊號融合的工作是由系統方/硬體方負責的，高德車載導航只負責地圖匹配工作。也就是車載導航收到系統傳過來的訊號是經過系統方/晶片融合計算後的訊號，與純GPS的區別在於未定位狀態下也會有訊號傳到HMI層。前端融合模式也包含前端融合+MMF模式，MMF是指地圖匹配反饋資訊，由於GPS和陀螺儀等訊號都不能保證百分百準確，前端融合的推算也會產生偏航，尤其在隧道場景，所以需要MMF在適當時機糾正融合訊號。

融合訊號是將GPS訊號、陀螺儀、加速度計和脈衝等資訊綜合處理後得到的軌跡訊號。

後端融合模式

簡單點說是指融合訊號的生成工作是在車載導航定位引擎內部實現的。對於定位引擎來說，後端融合模式的輸入資訊是GPS、陀螺儀、脈衝、加速度計等原始訊號。

所謂“後端融合”是指慣導系統推算出的融合訊號，是與地圖資料和導航引擎透過通訊協議緊密配合的，導航系統僅在汽車啟動時使用GPS訊號進行定位，車輛行駛過程中始終以慣導系統推算出的融合經緯度資訊為主進行導航，只有當導航出現偏差時，才選用GPS訊號精準時的數值進行實時校正。因此，在GPS訊號出現折射、反射、衍射、漂移、甚至失去GPS訊號時仍能精準導航。

之前瞭解到的Android平臺訊號回放都是透過記錄的經緯度等資訊，透過呼叫Android原生模擬訊號介面進行設定，而應用從原生介面接收到的定位訊號就是模擬訊號。

缺點

依賴原生模擬訊號的方式只支援GPS模式，對於DR定位模式還需要依賴感測器訊號的輸入，目前Android原生還未支援這塊資料的模擬。

在DR回放工具之前車載導航定位相關場景問題驗證流程如下圖：

DR回放工具前的QA驗證流程

對於DR定位模式專案，之前都是上路驗證測試，人力和時間成本高。

解決方案設計

高德車載導航訊號輸入方案大部分都是跨程序通訊，所以回放工具設計最大化模擬了原來車載導航資料獲取的方式，使用了獨立程序進行回放。

回放工具分為前端融合、後端融合模式，目前兩種模式回放的通訊方式都是透過自定義AIDL協議。

回放檔案選擇

回放檔案的選擇有兩種，一種是車載導航HMI將收到的資訊自定義格式儲存到檔案中；另一種是使用定位引擎已有的定位資訊日誌檔案。

綜合考慮到兩種回放檔案的優缺點，決定複用引擎的定位資訊檔案，車機效能比較吃緊，不能因為這個功能增加車機消耗。

回放方案選擇

實現回放有兩種方式：

一是透過跨程序方式，外部程式透過AIDL傳輸資料給到車載導航。

另一種是將回放功能整合到車載導航中，做為車載導航中的一個彩蛋功能。

以下為兩種方案的優缺點：

綜合以上問題，我們最終選擇了獨立程序回放的方式。

該方案是透過模擬跨程序傳輸訊號方式，自定義的JSON格式複用了高德車載導航標準的後端融合傳輸方案的格式，最大程度還原了後端融合高德車載導航APP端接收、解析的流程。

工具回放實現流程如下圖：

從上圖可知，DR工具實現了DR專案檯面回放驗證問題能力，大大縮短了QA同學驗證定位場景問題的時間，如原本實車路測需要2個小時，而現在只需要0.5小時則可以實現從打包到回放檢視。而對於外地路測發現的問題復現和問題修復驗證則從無法驗證到本地實現驗證。

舊方案反饋和新的最佳化

舊方案反饋

以前的工具已經在Android平臺高德車載導航專案上廣泛使用，帶來便利的同時，也發現了一些需要最佳化改進的地方，該工具在後端融合回放時存在幾個問題：

1、人為操作步驟多，需要操作5步才會開始回放。

2、恢復定位上下文經常失敗，且失敗原因沒法快速調查定位到。

3、前裝車機自定義資料儲存路徑情況較多，導致每次使用工具回放都需要先去了解車機具體路徑再進行修改。

最佳化規劃

針對以上問題，對工具執行步驟進行縮減，將5步縮減至一鍵回放，對於車機自定義路徑問題，透過已有AIDL通道新增獲取車機自定義資料路徑，去掉人為填寫必要。至於恢復定位上下文經常失敗問題，目前總結多是因為自定義資料路徑沒有許可權導致，可透過命令方式嘗試賦值許可權，如果失敗則做個原因提醒。

最佳化後的方案如下:

小結

透過回放工具的推廣使用，大大縮短了高德車載導航Android平臺的定位問題修復驗證、路測問題的回放復現等工作量，大大減少了實車路測帶來的時間成本和人力消耗，提高了研發和QA團隊的效率。