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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:深圳市廣陵達科技有限公司 發(fā)表時間:2024-12-04 14:26:27

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


      慣性測量裝置的重要性

      為什么 IMU 對于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(huán)境變化期間車輛的實時、連續(xù)、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、機器人系統(tǒng),都必須能夠在所有天氣、溫度、環(huán)境下確定其位置和方向,并且沒有 GNSS 信號或信號衰減。

IMU 傳感器用于無人車導航

      IMU在智能汽車中扮演什么角色?

      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,導航系統(tǒng)出現(xiàn)故障,或者激光雷達或攝像頭等傳感器發(fā)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(fā)揮更加重要的作用。采用航位推算技術,確保衛(wèi)星信號遮擋或丟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感器。網(wǎng)上有很多關于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(chǎn)生了誤解。


      精確

      精度是傳感器測量值與真值之間的最大差值,也稱為測量誤差。值越小,誤差越小。慣性測量單元集成了加速度計陀螺儀。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來修正,不確定性部分決定精度。慣性測量單元的陀螺儀和加速度計參數(shù)通常單獨列出,更常用的指標是零偏置不穩(wěn)定性、隨機游走和噪聲密度。


      對于陀螺儀來說,零偏不穩(wěn)定性一直被視為陀螺儀參數(shù)的絕對標準。它是描述陀螺儀性能的下限。然而,零偏置 (in) 穩(wěn)定性僅對中高性能慣性傳感器有意義。低精度陀螺儀稍稍旋轉(zhuǎn)就會產(chǎn)生巨大的誤差。零偏(in)穩(wěn)定性并沒有多大意義。


      零偏不穩(wěn)定指標遵循正態(tài)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,或者是傳感器感受到測量值最小變化的能力。最小測量值與精度無關。


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


      分辨率的倒數(shù)就是靈敏度。以慣性芯片為例,靈敏度=1/256=0.0039°/LSB。靈敏度是在設計時人為定義的。


      精度決定了IMU的性能。

      慣性測量一般安裝在被測物體的重心上。陀螺儀和加速度計是主要部件。它們分別測量角速度和加速度。精度實際上是指陀螺儀和加速度計測量的參數(shù)。它們的數(shù)值直接反映了慣性導航系統(tǒng)的精度。


      陀螺儀的參數(shù)包括零偏不穩(wěn)定性(Z軸)、零偏不穩(wěn)定性(X/Y)、全溫零偏、角度隨機游走等。加速度傳感器的參數(shù)包括:零偏不穩(wěn)定性、全溫零偏溫度、測量范圍和速度隨機游走。


      那么,從用戶的角度來選擇和使用傳感器,不需要考慮分辨率,只看精度。


      IMU 傳感器相關產(chǎn)品

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