Применение высокоточной технологии позиционирования IMU при автономном вождении

В процессе автоматического вождения система позиционирования или навигации отвечает за предоставление информации о перемещении транспортного средства в режиме реального времени, включая местоположение транспортного средства, скорость, ориентацию, ускорение, угловую скорость и другую информацию.

Автономное вождение предъявляет следующие требования к системе позиционирования:

1. Высокая точность: достигает сантиметрового уровня.
2. Высокая доступность: для поддержания стабильности автоматизированные тесты вождения перешли от закрытых сценариев к более открытым, что требует от системы позиционирования обработки все более сложных ситуаций.
3. Высокая надежность: выходные данные позиционирования являются входными данными для восприятия, планирования и контроля. Если система позиционирования имеет отклонения, это может привести к очень серьезным последствиям.
4. Автономное определение целостности: поскольку надежность нашей системы может быть очень близка к 100%, но достичь истинных 100% сложно, это требует от нас оперативного предупреждения пользователей, когда нет возможности обеспечить точные выходные данные.

В настоящее время инерциальные измерительные устройства IMU, используемые в автоматическом вождении, можно разделить на две категории в зависимости от точности:

1. IMU на основе волоконно-оптического гироскопа (FOG), которые характеризуются высокой точностью, но также и высокой стоимостью. Они обычно используются при сборе карт с высокими требованиями к точности транспортного средства.
2. IMU, основанные на MEMS-устройствах. Они характеризуются небольшими размерами, низкой стоимостью и высокой адаптируемостью к окружающей среде. Недостатком является то, что они имеют большие погрешности. Если такое измерительное устройство применяется в транспортном средстве для тестирования автономного вождения, его необходимо подвергнуть более сложной настройке.

Инерциальный измерительный датчик может измерять параметры ориентации движущегося носителя (угол крена, угол тангажа, угловую скорость, ускорение). Используя высоконадежные MEMS-акселерометры и гироскопы, точность измерений обеспечивается с помощью алгоритмов, а для измерения инерционного положения при движении или вибрации используются различные компенсации, такие как нелинейная компенсация, квадратурная компенсация, температурная компенсация и компенсация дрейфа.

Глобальное спутниковое позиционирование и навигация основаны на схеме абсолютного позиционирования, погрешность не изменяется в зависимости от рабочего времени и перемещения оператора. Важной особенностью современной глобальной спутниковой навигации является переход от одночастотной системы к многочастотной мультисистеме, такой как навигационная система Beidou, которая может значительно повысить надежность и удобство использования наших устройств.