用于自動(dòng)駕駛,無(wú)人駕駛領(lǐng)域的IMU慣導(dǎo)模塊六軸陀螺儀傳感器：M-G370

大家好，今天跟大家聊一聊用于自動(dòng)駕駛,無(wú)人駕駛的IMU慣導(dǎo)模塊六軸陀螺儀傳感器：M-G370。前段時(shí)間，相信大家都看過(guò)央視記者在北京首鋼園區(qū)體驗(yàn)了無(wú)人駕駛的Robotaxi。說(shuō)實(shí)話女記者全程略帶緊張，對(duì)于自動(dòng)駕駛還是半信半疑。其實(shí)，2020年，自動(dòng)駕駛,無(wú)人駕駛已經(jīng)迎來(lái)新突破，自動(dòng)駕駛汽車(chē)作為道路交通體系的一員，要能做到的就是先判斷周邊是否有障礙物，自身的行駛是否會(huì)對(duì)其他交通參與成員產(chǎn)生危險(xiǎn)。這就需要所謂的定位導(dǎo)航。而定位導(dǎo)航的關(guān)鍵就在于汽車(chē)中的IMU慣導(dǎo)模塊。那么為什么說(shuō)慣導(dǎo)模塊是自動(dòng)駕駛,無(wú)人駕駛的安全防線呢？什么樣的慣導(dǎo)模塊用于自動(dòng)駕駛和無(wú)人駕駛是性價(jià)比較高的呢？南山電子來(lái)為您一一解答：
自動(dòng)駕駛,無(wú)人駕駛中的慣性導(dǎo)航模塊（簡(jiǎn)稱(chēng)：慣導(dǎo)模塊）是一種不依賴于外部信息、不易受到干擾的自主式導(dǎo)航系統(tǒng)。慣導(dǎo)模塊通過(guò)測(cè)量載體在慣性參考系的加速度，自動(dòng)進(jìn)行積分運(yùn)算，獲得載體的瞬時(shí)速度和瞬時(shí)位置數(shù)據(jù)，且把它變換到導(dǎo)航坐標(biāo)系中，從而得到在導(dǎo)航坐標(biāo)系中的速度、偏航角和位置等信息。自動(dòng)駕駛,無(wú)人駕駛中的慣性導(dǎo)航模塊（簡(jiǎn)稱(chēng)：慣導(dǎo)模塊）優(yōu)點(diǎn)在于給定了初始條件后，自動(dòng)駕駛,無(wú)人駕駛的車(chē)輛不需要外部參照就可確定當(dāng)前位置、方向及速度。適用于各種復(fù)雜地理環(huán)境和外界干擾下的精準(zhǔn)定位和定向，且能不斷測(cè)量位置的變化，保持動(dòng)態(tài)姿態(tài)基準(zhǔn)。
那么為什么說(shuō)慣導(dǎo)模塊是自動(dòng)駕駛,無(wú)人駕駛的安全防線呢？主要原因有三個(gè)：
1.慣導(dǎo)模塊對(duì)自動(dòng)駕駛和無(wú)人駕駛時(shí)的相對(duì)位置的推演沒(méi)有外部依賴，是一個(gè)類(lèi)似于黑匣子的系統(tǒng)；相比而言，基于GPS的定位卻依賴于衛(wèi)星信號(hào)的覆蓋，基于高精地圖的定位依賴于感知的質(zhì)量和算法的性能，而感知的質(zhì)量與天氣有關(guān)，有一定的不確定性。
2.同樣是由于慣導(dǎo)模塊不需要外部信號(hào)，它可以被安裝在自動(dòng)駕駛汽車(chē)底盤(pán)等不外露的區(qū)域，可以對(duì)抗外來(lái)的電子或機(jī)械攻擊；相比而言，視覺(jué)、激光和毫米波在提供自動(dòng)駕駛定位時(shí)則要接收來(lái)自汽車(chē)外部的電磁波或光波信號(hào)，這樣就很容易被來(lái)自攻擊者的電磁波或強(qiáng)光信號(hào)干擾而致盲，也容易被石子、刮蹭等意外情況損壞。
3.慣導(dǎo)模塊對(duì)角速度和加速度的測(cè)量值之間本就具有一定的冗余性，再加上輪速計(jì)和方向盤(pán)轉(zhuǎn)角等冗余信息，使其輸出結(jié)果的置信度高于其它傳感器提供的定位結(jié)果。
當(dāng)然，慣導(dǎo)模塊也有其局限性，主要是價(jià)格昂貴。目前市面上能夠在GPS丟失后10秒內(nèi)提供車(chē)道級(jí)定位的慣導(dǎo)模塊的價(jià)格在20萬(wàn)元左右且均為進(jìn)口，那么在這里就不得不提性價(jià)比較高的愛(ài)普生的IMU慣導(dǎo)模塊六軸陀螺儀傳感器：M-G370。

對(duì)于具有FOG級(jí)性能的IMU慣導(dǎo)模塊M-G370來(lái)說(shuō)，新開(kāi)發(fā)的加速度計(jì)也大大提高了零偏穩(wěn)定性（達(dá)到6 uG），初始零偏誤差為2 mg （1σ）。搭載新開(kāi)發(fā)的陀螺儀傳感器，大大提高了零偏穩(wěn)定性（0.8°/小時(shí)）憑借高精度和高穩(wěn)定的測(cè)試性能，被廣泛應(yīng)用于慣性導(dǎo)航和對(duì)位置測(cè)量精度要求高的領(lǐng)域，如自動(dòng)駕駛、無(wú)人駕駛等領(lǐng)域。具有新的姿態(tài)角輸出功能并支持各種應(yīng)用，并且具有擴(kuò)展卡爾曼濾波器的高速DSP能以較低功耗提供高精度實(shí)時(shí)姿態(tài)角輸出(橫滾角/俯仰角/偏航角)，可廣泛適用于車(chē)輛、船只及其他多種工業(yè)產(chǎn)品和系統(tǒng)，用來(lái)測(cè)量數(shù)據(jù)和控制運(yùn)動(dòng)等，而且系統(tǒng)端不再需要?jiǎng)討B(tài)姿態(tài)角的高速計(jì)算，從而減小了系統(tǒng)載荷和功耗。