1La independencia única de la UIM
Los vehículos autónomos dependen de una variedad de sensores de percepción para la conciencia y el posicionamiento del entorno, incluidos LiDAR, radar, cámaras y mapas de alta precisión.Todos estos sensores dependen de señales ambientales externas y retroalimentación visual, lo que los hace susceptibles a las interferencias del clima, de los refugios, de los cambios de luz y de las condiciones de las carreteras complejas, lo que conduce fácilmente a una degradación del rendimiento o a una falla temporal.
A diferencia de todos los dispositivos de percepción externa, la Unidad de Medición de Inercia (IMU) funciona de forma completamente independiente.Esta independencia única convierte a IMU en la garantía central para la seguridad de la conducción autónoma y la fusión de múltiples sensores, que sirve como el respaldo redundante más confiable para la estimación del posicionamiento y la posición del vehículo.
2Capacidad de posicionamiento de precisión en todas las dimensiones
Una UMI automotriz estándar integra un acelerómetro de tres ejes y un giroscopio de tres ejes, formando un sistema de detección completo de 6 grados de libertad (6 DOF).Puede capturar completamente todos los estados de movimiento del vehículo, incluido el desplazamiento lineal tridimensional y los cambios de rotación tridimensionales (rollo, inclinación, inclinación).
Además de las funciones básicas de control de estabilidad del vehículo y activación de las bolsas de aire, IMU admite el seguimiento en tiempo real y la resolución continua de la posición y la actitud del vehículo.Tras una calibración precisa de la temperatura y una compensación por deriva, combinado con el algoritmo de filtro extendido de Kalman (EKF), la UIM puede realizar un posicionamiento independiente de alta precisión en poco tiempo.Los sistemas avanzados de vehículos fusionan aún más los datos de velocidad de las ruedas y ángulo de dirección para optimizar el algoritmo de filtrado, mejorando efectivamente la suavidad y precisión del posicionamiento.
3Redundancia de seguridad crítica para la conducción autónoma
El diseño del sistema de conducción autónoma sigue estrictamente el estándar FMEA (Análisis de los efectos del modo de falla), lo que requiere soluciones completas de respaldo de fallas para escenarios extremos.Uno de los principales desafíos de seguridad es manejar el fallo simultáneo del LiDAR, sistemas de detección de radar y cámaras.
En escenarios extremos de fallas de sensores, IMU permite la navegación en punto muerto.Basándose en datos de inercia continua, el sistema puede realizar una desaceleración controlada y un estacionamiento seguro, evitando fallos repentinos y estados de conducción peligrosos.Esta es una línea de seguridad indispensable para los sistemas de conducción autónoma producidos en serie.
4. GNSS + IMU Navegación combinada: Solución de alta precisión convencional
Los receptores GPS tradicionales de frecuencia única de bajo costo no pueden satisfacer los requisitos de posicionamiento de alta precisión de la conducción autónoma.Los chips GNSS de frecuencia múltiple de bajo costo se han aplicado ampliamenteCombinado con RTK, PPP y otras tecnologías de corrección diferencial de red, la precisión de posicionamiento del GNSS puede alcanzar el nivel de centímetros en condiciones abiertas e ideales.
Sin embargo, las señales GNSS son extremadamente vulnerables a la oclusión por edificios, túneles, puentes y vegetación densa, lo que resulta en pérdida de señal y una aguda degradación de la precisión.La solución central a este problema es la tecnología de fusión GNSS/INS, que utiliza un IMU de alto rendimiento para cubrir el vacío de posicionamiento durante las anomalías de la señal GNSS.
El GNSS tiene una precisión de posicionamiento absoluta, pero una baja frecuencia de actualización (1 ¢ 20 Hz) y una mala continuidad.Puede interpolar datos de posicionamiento entre actualizaciones del GNSS para lograr una salida de posicionamiento suave y de alta frecuenciaEn escenarios complejos protegidos, la UMI puede mantener un cálculo efectivo de muertos durante 10 a 30 segundos.
Las actuales unidades MEMS IMU de grado automotriz tienen una inestabilidad de sesgo giroscópico de 5°/h y un recorrido aleatorio angular de 0,5°/√h, lo que puede garantizar un posicionamiento suave durante los intervalos de actualización GNSS.Sin embargo, luchan por mantener una precisión de centímetros durante mucho tiempo en escenarios completamente bloqueados como túneles.Las UMI MEMS de alto rendimiento de próxima generación se centran en indicadores de inestabilidad de sesgo de 1°/h y marcha aleatoria angular de 0,1°/√h.que satisfacerá plenamente las necesidades de navegación por fusión de alta precisión a largo plazo de la conducción autónoma de alto nivel.
5Desafíos de la industria y perspectivas de desarrollo
Los sensores MEMS de consumo e industriales permiten una cierta tasa de fallas, pero las IMU de grado automotriz requieren una fiabilidad ultra alta, una larga vida útil y una adaptabilidad ambiental extrema.la baja deriva y la alta tolerancia a fallas se han convertido en los umbrales técnicos básicos para los dispositivos inerciales montados en vehículos.
Como el núcleo subyacente del hardware de la conducción autónoma, la tecnología de navegación inercial IMU e INS es discreta pero indispensable.Con la iteración continua de la tecnología MEMS y los algoritmos de fusión, las UMI de alto rendimiento montadas en vehículos mejorarán aún más la seguridad, la estabilidad y la fiabilidad de los sistemas de conducción inteligente.
6Introducción del producto: LIKOV MG-200 MEMS IMU
Ventajas principales
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Calibración y compensación a temperatura completa, adaptándose a ambientes de temperaturas extremas de -45°C a +80°C
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Componentes controlables independientes 100% nacionales
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Alto rendimiento, miniaturización, peso ligero y bajo consumo de energía
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Fuerte resistencia a las violentas vibraciones mecánicas y impactos
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Muestreo de alta velocidad de 1KHz, que admite un seguimiento de movimiento dinámico
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Apoya la actualización de software en línea, conveniente para la optimización iterativa
Precisión del núcleo
Inestabilidad del sesgo giroscópico: 0,3°/h (10 segundos de suavizado), alcanzando un alto rendimiento táctico.
Aplicaciones típicas
Vehículos autónomos, sistemas de referencia de posición, sistemas de guía y control, medición de posición de buques y vehículos, navegación combinada inercial/satélite, sistemas de perforación y minería,cartografía móvil, terminales móviles de comunicaciones por satélite, sistemas de estabilización de buscadores.
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