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无人驾驶/自动驾驶最后一道安全防线——惯性导航(IMU)
风中追风
绝不追高的萌新
2023-07-10 12:05:20
惯性导航系统无需外界信号即可实现自主定位的功能,因此该定位系统多与GNSS搭配使用,形成一整套完整地组合导航方案,以弥补GNSS在无法接收卫星信号或卫星信号弱的地方也能实现高精度的定位,实现优势互补的目的,避免因误差的存在而引发危险事故


惯性导航已成为众多车企量产自动驾驶的主流方案,小鹏P5/P7已标配惯性导航,蔚来ET7、智己L7、华为AITO、哪吒汽车等车型也将配置惯性导航。除此以外,Waymo、Apollo、Momenta等面向L4路线的自动驾驶科技企业亦采用惯性导航作为自动驾驶标配硬件。

惯性导航(INS)是以牛顿力学定律为基础,利用惯性测量单元(IMU)测量载体的加速度及角速度信息,结合给定的初始运动条件,从而实时推算速度、位置、姿态等参数的导航设备。惯性导航系统有望凭借其自主性成为自动驾驶高精度定位中必不可少的关键部件。


惯性导航系统是自动驾驶中必不可少的关键部件

惯性导航在自动驾驶定位系统中具有不可替代性。惯导具有输出信息不间断、不受外界干扰等独特优势,可保证在任何时刻高频次输出车辆运动参数,为决策中心提供连续的车辆位置、姿态信息,这是任何传感器都无法比拟的。

  • 惯性导航系统是唯一可以输出完备的六自由度数据的设备。

惯导能够计算x, y, z三个维度的平动量(位置、速度、加速度)和转动量(角度、角速度),并可以通过观测模型,推测其他传感器状态的测量值,再用预测值和测量值的差用于加权滤波。若要获得实时的姿态角、方位角、速度和位置,惯导是唯一的选择。





为什么说惯性导航装置是自动驾驶系统在定位领域的最后一道安全防线,而不是其它技术呢?主要原因有三个。第一,惯性导航对相对和绝对位置的推演没有任何外部依赖,是一个类似于黑匣子的完备系统;相比而言,基于GPS的绝对定位依赖于卫星信号的覆盖效果,基于高精地图的绝对定位依赖于感知的质量和算法的性能,而感知的质量与天气有关,都有一定的不确定性。第二,同样是由于惯性导航不需要任何外部信号,它可以被安装在汽车底盘等不外露的区域,可以对抗外来的电子或机械攻击;相比而言,视觉、激光和毫米波在提供相对或绝对定位时必须接收来自汽车外部的电磁波或光波信号,这样就很容易被来自攻击者的电磁波或强光信号干扰而致盲,也容易被石子、刮蹭等意外情况损坏。第三,惯性导航对角速度和加速度的测量值之间本就具有一定的冗余性,再加上轮速计和方向盘转角等冗余信息,使其输出结果的置信度远高于其它传感器提供的绝对或相对定位结果。



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  • 风中追风
    绝不追高的萌新
    只看TA
    2023-07-10 12:30
    光纤陀螺仪进展%94
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  • 只看TA
    2023-07-11 00:55
    不错不错,300里面 中海达也是同概念

    感谢楼主分享

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  • 只看TA
    2023-07-10 21:08
    谢谢分享
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  • 只看TA
    2023-07-10 12:47
    挺好
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