测量角速度_自动驾驶系统的定海神针—惯性测量单元

业界对自动驾驶汽车何时开始商用化的预测从未停止。是2021年&＃xff1f;2025年&＃xff1f;还是2030年…

事实上&＃xff0c;L4级自动驾驶汽车已经出现。在美国亚利桑那州凤凰城的路上&＃xff0c;数十辆Waymo One旗下自动驾驶汽车已经投入试运行。为了安全起见&＃xff0c;车内配有一名备用司机。但随着技术的优化和升级&＃xff0c;未来司机以及方向盘、刹车和油门等控制装置将不复存在。

当然&＃xff0c;目前自动驾驶汽车尚处于测试阶段&＃xff0c;实现大规模商用化依旧困难重重—在成本、安全性、使用寿命上都有待大幅改进&＃xff0c;更不用说通过复杂的市场审批和监管了。

而且&＃xff0c;实现自动驾驶的传感器解决方案仍存有争议。埃隆·马斯克和特斯拉认为不需要激光雷达&＃xff0c;但这似乎与其他所有人的观点背道而驰。

激光雷达的最大问题是成本高居不下。马斯克认为既然人开车不需要激光雷达&＃xff0c;那么没有激光雷达的人工智能系统也可以实现自动驾驶。在特斯拉今年4月举办的“自动驾驶”投资者日上&＃xff0c;马斯克就表示&＃xff0c;特斯拉的Full Self-Driving全自动驾驶系统&＃xff08;无激光雷达&＃xff09;将在2019年底完成开发&＃xff0c;到了2020年第二季度&＃xff0c;可以让用户实现自动驾驶&＃xff1b;同时特斯拉计划在2020年推出Robotaxi服务。在不久的未来&＃xff0c;我们就会知道马斯克本次预测的准确性。

自动驾驶系统传感器概述

这些传感器或多或少存在一些盲点&＃xff0c;从而传感器性能的重叠和数据的融合就显得至关重要。例如&＃xff0c;当激光雷达受到恶劣天气干扰时&＃xff0c;雷达和红外摄像机可以保证自动驾驶系统的感知功能。

GNSS&＃xff08;全球导航卫星系统&＃xff09;是自动驾驶系统的一个核心要素。GNSS通过两种增强改正模式&＃xff0c;RTK&＃xff08;实时动态&＃xff09;和PPP&＃xff08;精确点定位&＃xff09;&＃xff0c;极大地提高了GNSS的精度&＃xff0c;将定位精度从几米提高至几厘米&＃xff0c;当然GNSS存在信号丢失和城市中心多路径等问题。在过去&＃xff0c;RTK / PPP硬件成本和服务费用较高&＃xff0c;但新型芯片模组及算法有望将其成本降低到大众市场水平。

惯性测量单元&＃xff08;IMU&＃xff09;可以作为传感器数据缺失时的有效补充。IMU可测量三维线性加速度和三维角速度&＃xff0c;根据这些信息&＃xff0c;可计算出车辆的姿态&＃xff08;俯仰角和滚动角&＃xff09;、航向、速度和位置变化。IMU可用于填补GNSS信号更新之间的空白&＃xff0c;甚至可以在GNSS和系统中的其他传感器失效时进行航位推算。

IMU的关键优势在于它在任何天气和地理条件下都能正常工作。作为一个独立的数据源&＃xff0c;它可用于短期导航&＃xff0c;并验证来自其他传感器的信息&＃xff0c;也不会因为天气、透镜污垢、雷达和激光雷达信号反射或城市峡谷效应而失效。作为一个独立的传感器&＃xff0c;IMU被视为补充和证实其他传感器数据的传感器&＃xff0c;即“最后的传感器”&＃xff0c;用于确保车辆行驶安全&＃xff0c;并在其他传感器受损或失效时以可控的方式使车辆停止&＃xff0c;因此我们把IMU称为自动驾驶系统的定海神针。

目前市场上所有配备ESC(电子稳定控制)的车辆都已经配备了低精度低成本的IMU&＃xff0c;而高精度IMU虽可满足自动驾驶惯性导航的性能要求&＃xff0c;但过去数千美元的价格使其无法在汽车市场上大规模部署。

幸运的是&＃xff0c;就像业界在努力降低激光雷达的成本一样&＃xff0c;包括新纳传感在内的诸多企业正在致力于把高精度IMU的成本降至100美元以下。

在未来的12-18个月内&＃xff0c;我们将会知晓&＃xff1a;1&＃xff09;特斯拉能否成功地在没有激光雷达的情况下实现L4级自动驾驶&＃xff1b;2&＃xff09;激光雷达、GNSS&＃xff08;RTK或PPP&＃xff09;和高精度IMU的成本能否降至大规模商用化的量级。汽车行业最激动人心的变革即将到来&＃xff0c;让我们一起拭目以待&＃xff01;

如需了解新纳传感惯性导航产品更多信息&＃xff0c;下载产品数据表和用户手册&＃xff0c;请访问&＃xff1a;www.aceinna.cn/inertial-systems

关于新纳传感系统有限公司
新纳传感系统有限公司是全球领先的MEMS传感解决方案提供商&＃xff0c;产品线包括基于磁阻薄膜的高频率高带宽电流传感器、高性能代码开源惯性测量单元&＃xff08;IMU&＃xff09;、高精度实时动态&＃xff08;RTK&＃xff09;导航系统和厘米级精度定位服务。公司在中国无锡设有研发与生产基地&＃xff0c;并在波士顿、芝加哥和硅谷设有全球研发中心。请访问新纳官网www.aceinna.cn了解更多信息。