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智能汽車高精度慣性測量單元

文章出處:新聞資訊 責任編輯:开云体育网页登录 發表時間:2024-12-04 14:26:27

      得益於(yu) 新型傳(chuan) 感器的成熟,2022年中國銷售的新型智能汽車中L2和L3的滲透率分別為(wei) 35%和9%,2023年分別為(wei) 51%和20%。每輛L3智能汽車都需要配備至少一個(ge) 高精度慣性測量單元


      慣性測量裝置的重要性

      為什麽 IMU 對於自動駕駛汽車如此重要?

      自動駕駛汽車成功所需的最重要的一點是在任何環境變化期間車輛的實時、連續、準確的位置和運動。所有類型的自動駕駛車輛,如汽車、卡車、公共汽車、無人機、機器人係統,都必須能夠在所有天氣、溫度、環境下確定其位置和方向,並且沒有 GNSS 信號或信號衰減。

IMU 傳(chuan) 感器用於(yu) 無人車導航

      IMU在智能汽車中扮演什麽角色?

      在高級別自動駕駛中,慣性測量單元將充當安全線,保證自動駕駛的安全。例如,在隧道或惡劣天氣下,導航係統出現故障,或者激光雷達或攝像頭等傳(chuan) 感器發生故障時,慣性測量單元可以估算出路徑,以確保自動駕駛的正常運行。隨著越來越多的汽車采用L3、L4等高級自動駕駛,慣性測量單元將發揮更加重要的作用。采用航位推算技術,確保衛星信號遮擋或丟(diu) 失時自動駕駛的安全


      對IMU精度和分辨率的誤解

      慣性測量單元是一種新型慣性傳(chuan) 感器。網上有很多關(guan) 於(yu) 慣性測量單元的好壞文章,讓一些客戶對精度和分辨率的概念產(chan) 生了誤解。


      精確

      精度是傳(chuan) 感器測量值與(yu) 真值之間的最大差值,也稱為(wei) 測量誤差。值越小,誤差越小。慣性測量單元集成了加速度計陀螺儀(yi) 。它還可以集成磁力計。常見的有3軸、6軸、9軸。自動駕駛領域通常不需要集成磁力計。


      加速度計和陀螺儀的精度指標

      確定性誤差可以通過校準和補償(chang) 來修正,不確定性部分決(jue) 定精度。慣性測量單元的陀螺儀(yi) 和加速度計參數通常單獨列出,更常用的指標是零偏置不穩定性、隨機遊走和噪聲密度。


      對於(yu) 陀螺儀(yi) 來說,零偏不穩定性一直被視為(wei) 陀螺儀(yi) 參數的絕對標準。它是描述陀螺儀(yi) 性能的下限。然而,零偏置 (in) 穩定性僅(jin) 對中高性能慣性傳(chuan) 感器有意義(yi) 。低精度陀螺儀(yi) 稍稍旋轉就會(hui) 產(chan) 生巨大的誤差。零偏(in)穩定性並沒有多大意義(yi) 。


      零偏不穩定指標遵循正態分布,通常使用典型值(平均值)和最大值 (1σ)。


      解決

      分辨率是導致指示值變化的最小測量值,或者是傳(chuan) 感器感受到測量值最小變化的能力。最小測量值與(yu) 精度無關(guan) 。


      例如,慣性芯片設計的分辨率為(wei) 256 LSB/°。這意味著慣性芯片設計為(wei) 將每一度分為(wei) 256 個(ge) 最小測量值(也稱為(wei) 最低有效位)。


      分辨率的倒數就是靈敏度。以慣性芯片為(wei) 例,靈敏度=1/256=0.0039°/LSB。靈敏度是在設計時人為(wei) 定義(yi) 的。


      精度決定了IMU的性能。

      慣性測量一般安裝在被測物體(ti) 的重心上。陀螺儀(yi) 和加速度計是主要部件。它們(men) 分別測量角速度和加速度。精度實際上是指陀螺儀(yi) 和加速度計測量的參數。它們(men) 的數值直接反映了慣性導航係統的精度。


      陀螺儀(yi) 的參數包括零偏不穩定性(Z軸)、零偏不穩定性(X/Y)、全溫零偏、角度隨機遊走等。加速度傳(chuan) 感器的參數包括:零偏不穩定性、全溫零偏溫度、測量範圍和速度隨機遊走。


      那麽(me) ,從(cong) 用戶的角度來選擇和使用傳(chuan) 感器,不需要考慮分辨率,隻看精度。


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