Sau một thập kỷ tham gia sâu sắc trong lĩnh vực IMU, bài học lớn nhất của tôi là sự tập trung của ngành công nghiệp đã thay đổi một cách lặng lẽ, một khi, sự cạnh tranh tập trung vào giới hạn của các thông số kỹ thuật phần cứng; bây giờ,lặp lại thuật toán là chìa khóa để mở rộng khoảng cáchNăm năm trước, để đạt được độ chính xác cao theo dõi chuyển động hầu như hoàn toàn dựa trên IMU sợi quang đắt tiền,như các vấn đề trôi dạt và tiếng ồn của các thiết bị MEMS thông thường đơn giản là không thể đáp ứng nhu cầu của kịch bản nghiêm ngặtNhưng ngày nay, công nghệ phần mềm đang phá hoại nhận thức vốn có này, cho phép phần cứng chi phí thấp để cung cấp hiệu suất vượt xa lớp của nó.
Điều nổi bật nhất là một dự án kiểm tra máy bay không người lái mà tôi tham gia vào năm ngoái. trong quá trình thử nghiệm ban đầu,máy bay không người lái bị ổn định lơ lửng kém và trượt hướng nghiêm trọngThay vì vội vàng thay thế phần cứng, nhóm đã tối ưu hóa thuật toán giải pháp thái độ đặc biệt,giới thiệu bộ lọc Kalman thích nghi, và thêm logic ức chế tiếng ồn dựa trên các mô hình rung động môi trường. sau hai tuần gỡ lỗi, độ chính xác định vị của máy bay không người lái đã được cải thiện gần 60%,vấn đề trôi dạt đã được kiểm soát hiệu quả, và nó hoàn toàn đáp ứng nhu cầu của khách hàng.
Điều này không có nghĩa là phần cứng là không quan trọng, nhưng thay vào đó các thuật toán hoàn toàn mở khóa tiềm năng của phần cứng.Các IMU trong các thiết bị VR tiêu dùng cần các thuật toán phản hồi nhanh và độ trễ thấp, ngay cả khi một lượng nhỏ độ chính xác được hy sinh để đảm bảo trải nghiệm người dùng; mặt khác, các thiết bị định vị công nghiệp ưu tiên tính ổn định của thuật toán và khả năng chống nhiễu,yêu cầu lọc chính xác dữ liệu không hợp lệ trong môi trường phức tạpNhiều nhóm rơi vào cái bẫy mù quáng áp dụng các thuật toán chung, cuối cùng dẫn đến hiệu suất thiết bị kém.
Sự phát triển của các thuật toán IMU ngày nay cũng phải đối mặt với những thách thức trong chú thích dữ liệu và thích nghi kịch bản.nhưng các kịch bản khác nhau rất nhiều giữa các ngành công nghiệpVí dụ, các IMU trong thiết bị phục hồi y tế cần thu thập dữ liệu chuyển động của con người,trong khi các IMU ô tô phải đối phó với các điều kiện làm việc phức tạp như rung động và nhiễu điện từĐây là lý do tại sao nhiều thuật toán hoạt động xuất sắc trong phòng thí nghiệm không thích nghi khi được triển khai trong các kịch bản thực tế.
Chúng tôi đã từng tối ưu hóa thuật toán IMU cho một vòng tay phục hồi chức năng cao tuổi.nhưng nó đã không xác định chính xác các bài tập phục hồi chức năng chuyển động chậm và thường xuyên kích hoạt báo động saiSau đó, chúng tôi thu thập hàng trăm bộ dữ liệu chuyển động phục hồi chức năng từ người dùng cao tuổi, điều chỉnh các thông số ngưỡng của thuật toán và tính năng trích xuất logic,và thêm một mô-đun nhận dạng nhịp chuyển động, cuối cùng đã giải quyết vấn đề. Quá trình này làm cho tôi nhận ra rằng không có một mẫu phù hợp với tất cả các thuật toán IMU.
Với sự tích hợp sâu của công nghệ AI và IMU, tầm quan trọng của thuật toán sẽ tiếp tục tăng lên.chúng ta có thể sử dụng các thuật toán để thích nghi với các kịch bản khác nhau và hiệu chỉnh lỗi độc lập, cho phép các IMU đạt được một mô hình mới của "phần cứng phổ quát, thuật toán tùy chỉnh".Điều này cũng đặt ra các yêu cầu cao hơn đối với các kỹ sư, họ không chỉ phải hiểu các nguyên tắc phần cứng mà còn có khả năng tối ưu hóa thuật toán và hiểu biết kịch bảnSự kết hợp của cả hai là năng lực cốt lõi cần thiết nhất trong ngành công nghiệp ngày nay.
Đáng đề cập rằng công nghệ điện toán cạnh cũng đang thúc đẩy việc nâng cấp các thuật toán IMU.dẫn đến các vấn đề về độ trễ. Tính toán cạnh cho phép IMU hoàn thành các hoạt động xử lý dữ liệu và thuật toán trực tiếp trên thiết bị,Giảm đáng kể thời gian trễ một bước đột phá quan trọng cho các kịch bản có yêu cầu thời gian thực cao như lái xe tự động và robot công nghiệpTuy nhiên, điều này mang lại thách thức của việc giảm cân thuật toán: làm thế nào để giữ các chức năng cốt lõi với sức mạnh tính toán thiết bị hạn chế đã trở thành một chủ đề mới của ngành.
Tóm lại, lĩnh vực IMU đã bước vào một kỷ nguyên mới từ phần cứng thống trị đến các thuật toán.nhưng một giải pháp cấp hệ thống với sự tích hợp sâu của phần mềm và phần cứngCác nhóm có thể có được một chỗ đứng trong lĩnh vực này trong tương lai phải không chỉ hiểu được logic cơ bản của phần cứng mà còn giải quyết các điểm đau kịch bản thông qua các thuật toán.Tư duy hợp tác phần mềm-phương tiện này chính xác là khả năng cốt lõi cần thiết nhất trong ngành công nghiệp hiện tại.
