۱. استقلال منحصر به فرد IMU
خودروهای خودران برای آگاهی از محیط و موقعیت‌یابی به سنسورهای ادراکی متنوعی از جمله لیدار، رادار، دوربین‌ها و نقشه‌های با دقت بالا متکی هستند. با این حال، تمام این سنسورها به سیگنال‌های محیطی خارجی و بازخورد بصری وابسته هستند که آنها را در برابر اختلالات آب و هوایی، پوشش‌ها، تغییرات نور و شرایط پیچیده جاده آسیب‌پذیر می‌کند و به راحتی منجر به افت عملکرد یا خرابی موقت می‌شود.
برخلاف تمام دستگاه‌های ادراکی خارجی، واحد اندازه‌گیری اینرسی (IMU) کاملاً مستقل عمل می‌کند. این دستگاه به سیگنال‌های خارجی یا داده‌های محیطی متکی نیست. این استقلال منحصر به فرد، IMU را به تضمین اصلی برای ایمنی رانندگی خودران و ادغام چند سنسوری تبدیل می‌کند و به عنوان قابل اعتمادترین پشتیبان افزونه برای موقعیت‌یابی و تخمین وضعیت خودرو عمل می‌کند.
۲. قابلیت موقعیت‌یابی دقیق تمام‌بعدی
یک IMU استاندارد خودرو، شتاب‌سنج سه محوره و ژیروسکوپ سه محوره را ادغام می‌کند و یک سیستم حسگر کامل ۶ درجه آزادی (۶ DOF) را تشکیل می‌دهد. این سیستم می‌تواند تمام حالات حرکتی خودرو از جمله جابجایی خطی سه‌بعدی و تغییرات چرخشی سه‌بعدی (غلتش، پیچ، انحراف) را به طور کامل ثبت کند.
فراتر از عملکردهای اساسی کنترل پایداری خودرو و فعال‌سازی کیسه هوا، IMU از ردیابی بی‌درنگ و حل مداوم موقعیت و وضعیت خودرو پشتیبانی می‌کند. پس از کالیبراسیون دقیق دما و جبران انحراف، همراه با الگوریتم فیلتر کالمن توسعه‌یافته (EKF)، IMU می‌تواند در مدت زمان کوتاهی به موقعیت‌یابی مستقل با دقت بالا دست یابد. سیستم‌های پیشرفته خودرو، داده‌های سرعت چرخ و زاویه فرمان را بیشتر ادغام می‌کنند تا الگوریتم فیلترینگ را بهینه کنند و به طور موثر صافی و دقت موقعیت‌یابی را بهبود بخشند.
۳. افزونگی ایمنی حیاتی برای رانندگی خودران
طراحی سیستم رانندگی خودران به شدت از استاندارد FMEA (تحلیل اثرات حالت خرابی) پیروی می‌کند و نیازمند راه‌حل‌های پشتیبان کامل برای سناریوهای شدید است. یکی از چالش‌های اصلی ایمنی، رسیدگی به خرابی همزمان سیستم‌های ادراکی لیدار، رادار و دوربین است.
در سناریوهای خرابی شدید سنسور، IMU ناوبری مرده‌روی (dead-reckoning) را فعال می‌کند. این دستگاه می‌تواند به طور مستقل خروجی پایدار موقعیت و وضعیت خودرو را در یک دوره زمانی مشخص حفظ کند. با اتکا به داده‌های اینرسی مداوم، سیستم می‌تواند کاهش سرعت کنترل‌شده و پارک ایمن را انجام دهد و از خرابی‌های ناگهانی و وضعیت‌های رانندگی خطرناک جلوگیری کند. این یک خط پایین ایمنی ضروری برای سیستم‌های رانندگی خودران تولید انبوه است.
۴. ناوبری ترکیبی GNSS + IMU: راه‌حل اصلی با دقت بالا
گیرنده‌های GPS تک فرکانسی کم‌هزینه سنتی نمی‌توانند نیازهای موقعیت‌یابی با دقت بالای رانندگی خودران را برآورده کنند. در سال‌های اخیر، تراشه‌های GNSS چند فرکانسی کم‌هزینه به طور گسترده‌ای مورد استفاده قرار گرفته‌اند. همراه با RTK، PPP و سایر فناوری‌های تصحیح تفاضلی شبکه، دقت موقعیت‌یابی GNSS می‌تواند در شرایط باز و ایده‌آل به سطح سانتی‌متر برسد.
با این حال، سیگنال‌های GNSS به شدت در برابر انسداد توسط ساختمان‌ها، تونل‌ها، پل‌ها و پوشش گیاهی متراکم آسیب‌پذیر هستند و منجر به از دست دادن سیگنال و افت شدید دقت می‌شوند. راه‌حل اصلی این مشکل، فناوری ادغام GNSS/INS است که از IMU با کارایی بالا برای پر کردن شکاف موقعیت‌یابی در طول ناهنجاری‌های سیگنال GNSS استفاده می‌کند.
GNSS دارای دقت موقعیت‌یابی مطلق اما فرکانس به‌روزرسانی پایین (۱ تا ۲۰ هرتز) و پیوستگی ضعیف است. در مقابل، IMU از نمونه‌برداری با فرکانس بالا و خروجی مداوم پشتیبانی می‌کند. این می‌تواند داده‌های موقعیت‌یابی را بین به‌روزرسانی‌های GNSS درون‌یابی کند تا خروجی موقعیت‌یابی صاف و با فرکانس بالا را به دست آورد. در سناریوهای پوشیده پیچیده، IMU می‌تواند مرده‌روی مؤثر را برای ۱۰ تا ۳۰ ثانیه حفظ کند.
IMUهای MEMS خودرویی با کارایی بالا در حال حاضر دارای ناپایداری بایاس ژیروسکوپ ۵ درجه در ساعت و نویز تصادفی زاویه‌ای ۰.۵ درجه در رادیکال ساعت هستند که می‌تواند موقعیت‌یابی صاف را در فواصل تازه‌سازی GNSS تضمین کند. با این حال، آنها در حفظ دقت سطح سانتی‌متر برای مدت طولانی در سناریوهای کاملاً مسدود شده مانند تونل‌ها با مشکل مواجه هستند. نسل بعدی IMUهای MEMS با کارایی بالا، شاخص‌های ناپایداری بایاس ۱ درجه در ساعت و نویز تصادفی زاویه‌ای ۰.۱ درجه در رادیکال ساعت را هدف قرار داده‌اند که نیازهای ناوبری ادغام‌شده با دقت بالا و طولانی‌مدت سیستم‌های رانندگی خودران سطح بالا را به طور کامل برآورده خواهد کرد.
۵. چالش‌های صنعت و چشم‌انداز توسعه
سنسورهای MEMS مصرفی و صنعتی نرخ خرابی مشخصی را مجاز می‌دانند، اما IMUهای درجه خودرویی نیازمند قابلیت اطمینان فوق‌العاده بالا، عمر طولانی و سازگاری با محیط‌های شدید هستند. پایداری بالا، انحراف کم و تحمل خطای بالا به آستانه‌های فنی اصلی برای دستگاه‌های اینرسی نصب شده بر روی خودرو تبدیل شده‌اند.
به عنوان سخت‌افزار زیربنایی اصلی رانندگی خودران، فناوری ناوبری اینرسی IMU و INS نامشخص اما ضروری هستند. با تکرار مداوم فناوری MEMS و الگوریتم‌های ادغام، IMUهای نصب شده بر روی خودرو با کارایی بالا، ایمنی، پایداری و قابلیت اطمینان سیستم‌های رانندگی هوشمند را بیشتر بهبود خواهند بخشید.
۶. معرفی محصول: LIKOV MG-200 MEMS IMU
مزایای کلیدی
-
کالیبراسیون و جبران در تمام دماها، سازگار با محیط‌های دمایی شدید از ۴۵- درجه سانتی‌گراد تا ۸۰+ درجه سانتی‌گراد
-
۱۰۰٪ قطعات قابل کنترل مستقل داخلی
-
کارایی بالا، کوچک‌سازی، وزن کم و مصرف انرژی پایین
-
مقاومت قوی در برابر ارتعاشات و ضربات مکانیکی شدید
-
نمونه‌برداری با سرعت بالا ۱ کیلوهرتز، پشتیبانی از ردیابی حرکت با دینامیک بالا
-
پشتیبانی از ارتقاء نرم‌افزار آنلاین، مناسب برای بهینه‌سازی تکراری
دقت هسته
ناپایداری بایاس ژیروسکوپ: ۰.۳ درجه در ساعت (هموارسازی ۱۰ ثانیه‌ای)، دستیابی به عملکرد سطح تاکتیکی بالا.
کاربردهای معمول
خودروهای خودران، سیستم‌های مرجع وضعیت، سیستم‌های هدایت و کنترل، اندازه‌گیری وضعیت کشتی و خودرو، ناوبری ترکیبی اینرسی/ماهواره‌ای، سیستم‌های حفاری و معدن، نقشه‌برداری متحرک، پایانه‌های تلفن همراه ارتباط ماهواره‌ای، سیستم‌های تثبیت‌کننده هدف.
پیام شما باید بین 20 تا 3000 کاراکتر باشد!
