1Die einzigartige Unabhängigkeit der IMU
Autonome Fahrzeuge setzen auf eine Vielzahl von Wahrnehmungssensoren für das Umweltbewusstsein und die Positionierung, einschließlich LiDAR, Radar, Kameras und hochpräzisen Karten.Alle diese Sensoren hängen von äußeren Umgebungssignalen und visuellem Feedback ab., was sie anfällig für Störungen durch das Wetter, Schutzräume, Lichtveränderungen und komplexe Straßenverhältnisse macht, was leicht zu einer Leistungsabnahme oder vorübergehenden Ausfällen führt.
Im Gegensatz zu allen externen Wahrnehmungsgeräten arbeitet die Trägheitsmessungseinheit (IMU) völlig unabhängig und setzt nicht auf externe Signale oder Umweltdaten.Diese einzigartige Unabhängigkeit macht die IMU zur Kerngarantie für die Sicherheit des autonomen Fahrens und die Multi-Sensor-Fusion, die als zuverlässigste überflüssige Sicherung für die Fahrzeugposition und Haltungsschätzung dient.
2. Volldimensionale Präzisionspositionierung
Eine Standard-IMU für den Automobilbereich umfasst ein dreiachsiges Beschleunigungsmesser und ein dreiachsiges Gyroskop und bildet so ein vollständiges Sensorsystem mit 6 Freiheitsgraden (6 DOF).Es kann vollständig alle Bewegungszustände des Fahrzeugs erfassen, einschließlich dreidimensionaler linearer Verschiebung und dreidimensionaler Rotationsänderungen (Roll, Abstand, Giw).
Neben der grundlegenden Fahrzeugstabilitätssteuerung und den Airbag-Auslösungsfunktionen unterstützt die IMU die Echtzeitverfolgung und die kontinuierliche Auflösung der Fahrzeugposition und -haltung.Nach präziser Temperaturkalibrierung und Driftkompensation, kombiniert mit dem Extended Kalman Filter (EKF) -Algorithmus, kann die IMU in kurzer Zeit eine hochpräzise unabhängige Positionierung realisieren.Fortgeschrittene Fahrzeugsysteme verschmelzen die Daten zur Radgeschwindigkeit und zum Lenkwinkel weiter, um den Filteralgorithmus zu optimieren, wodurch die Positionierungsfreundlichkeit und -genauigkeit effektiv verbessert werden.
3Kritische Sicherheitsredundanz für autonomes Fahren
Die Konstruktion des autonomen Fahrsystems folgt streng dem FMEA-Standard (Failure Mode Effects Analysis) und erfordert komplette Fehlersicherungslösungen für extreme Szenarien.Eine der wichtigsten Sicherheitsprobleme ist der Umgang mit gleichzeitigen Ausfällen von LiDAR, Radarsysteme und Kameraempfindungssysteme.
Bei extremen Sensorstörungen ermöglicht die IMU eine toten Navigation und kann innerhalb eines bestimmten Zeitraums unabhängig voneinander eine stabile Fahrzeugposition und Haltung aufrechterhalten.Auf kontinuierliche Trägheitsdaten angewiesen, kann das System eine kontrollierte Verzögerung und ein sicheres Parken durchführen, wodurch plötzliche Ausfälle und gefährliche Fahrzustände vermieden werden.Dies ist ein unverzichtbarer Sicherheitsgrund für die Massenproduktion autonomer Fahrsysteme..
4. GNSS + IMU kombinierte Navigation: Mainstream-Hochgenauigkeitslösung
Traditionelle, kostengünstige, einfrequente GPS-Empfänger können den hochen Präzisionsstandards des autonomen Fahrens nicht genügen.die kostengünstigen Mehrfachfrequenz-GNSS-Chips wurden weit verbreitetIn Kombination mit RTK, PPP und anderen Netzwerkdifferenzialkorrekturtechnologien kann die GNSS-Positionierungsgenauigkeit unter offenen und idealen Bedingungen auf Zentimeterniveau erreichen.
Allerdings sind GNSS-Signale extrem anfällig für Verschlusse durch Gebäude, Tunnel, Brücken und dichte Vegetation, was zu Signalverlusten und einem starken Abbau der Genauigkeit führt.Die Kernlösung für dieses Problem ist die GNSS/INS-Fusionstechnologie, die eine leistungsstarke IMU verwendet, um die Positionslücke bei GNSS-Signalanomalien zu schließen.
GNSS verfügt über absolute Positionierungsgenauigkeit, aber eine geringe Aktualisierungsfrequenz (120 Hz) und eine schlechte Kontinuität.Es kann Positionierungsdaten zwischen GNSS-Updates interpolieren, um eine reibungslose und hochfrequente Positionierung zu erzielenIn komplexen geschützten Szenarien kann die IMU 10 bis 30 Sekunden lang eine effektive Abrechnung durchführen.
Die derzeitigen MEMS-IMUs für die Automobilindustrie verfügen über eine Gyrobilanzinstabilität von 5°/h und einen Winkelrandomgang von 0,5°/√h, was eine reibungslose Positionierung während der GNSS-Aktualisierungsintervalle gewährleisten kann.Dennoch haben sie Schwierigkeiten, eine Zentimetergenauigkeit für eine lange Zeit in vollständig blockierten Szenarien wie Tunneln zu erhalten.Die hochleistungsfähigen MEMS-IMUs der nächsten Generation zielen auf Indikatoren von 1°/h Verzerrungsinstabilität und 0,1°/√h Winkelzufälligkeit ab.die die langfristigen Anforderungen an die hochpräzise Fusionsnavigation des autonomen Fahrens auf hohem Niveau vollständig erfüllen wird.
5Industrie Herausforderungen und Entwicklungsperspektiven
Verbraucher- und Industrie-MEMS-Sensoren ermöglichen eine gewisse Ausfallrate, aber IMUs für den Automobilbereich erfordern eine sehr hohe Zuverlässigkeit, eine lange Lebensdauer und eine extreme Anpassungsfähigkeit an die Umwelt.niedrige Drift und hohe Fehlerverträglichkeit zu den wichtigsten technischen Schwellenwerten für Fahrzeugträglichkeitsvorrichtungen geworden sind.
Als Kernhardware des autonomen Fahrens sind die Trägheitsnavigationstechnologie IMU und INS unauffällig, aber unverzichtbar.Mit der kontinuierlichen Iteration der MEMS-Technologie und Fusionsalgorithmen, werden leistungsstarke Fahrzeug-IMUs die Sicherheit, Stabilität und Zuverlässigkeit intelligenter Fahrsysteme weiter verbessern.
6. Produktbezeichnung: LIKOV MG-200 MEMS IMU
Hauptvorteile
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Volltemperaturkalibrierung und -kompensation, an extreme Temperaturen von -45 °C bis +80 °C angepasst
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100% unabhängige, herkömmliche, steuerbare Komponenten
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Hohe Leistung, Miniaturisierung, geringes Gewicht und geringer Stromverbrauch
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Starke Beständigkeit gegen heftige mechanische Schwingungen und Stöße
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Hochgeschwindigkeitsprobenahme mit 1 kHz, unterstützt eine hochdynamische Bewegungsverfolgung
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Unterstützung des Online-Software-Upgrades, bequem für iterative Optimierung
Kerngenauigkeit
Gyroscheinigung: 0,3°/h (10 Sekunden Glättung), erreicht eine hohe taktische Leistung.
Typische Anwendungen
Autonome Fahrzeuge, Haltungsreferenzsysteme, Steuerungs- und Steuerungssysteme, Schiffs- und Fahrzeughaltungsmessung, kombinierte Trägheits-/Satellitennavigation, Bohr- und Bergbausysteme,mobile Kartierung, Satellitenkommunikation, mobile Endgeräte, Suchstabilisierungssysteme.
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