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自動駕駛系統的定海神針—慣性測量單元

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時間:1900/1/1 0:00:00

業界對自動駕駛汽車何時商業化的預測從未停止。是2021年嗎?2025年?或者在2030年...

事實上,L4級自動駕駛汽車已經出現。在美國亞利桑那州鳳凰城的道路上,數十輛Waymo One旗下的自動駕駛汽車已經投入試運營。出于安全考慮,車上還有一名備用司機。但隨著技術的優化升級,司機、方向盤、剎車、油門控制裝置都將不復存在。

Tesla, Volkswagen

當然,目前自動駕駛汽車仍處于測試階段,實現大規模商業化仍有難度——在成本、安全性、使用壽命等方面都需要大幅提升,更不用說復雜的市場審批和監管了。

此外,自動駕駛的傳感器解決方案仍有爭議。埃隆·馬斯克(Elon musk)和特斯拉(Tesla)認為沒有必要使用激光雷達,但這似乎與其他所有人的觀點背道而馳。

激光雷達最大的問題是成本高。馬斯克認為,既然人本身不需要激光雷達來駕駛,那么沒有激光雷達的人工智能系統也可以實現自動駕駛。在今年4月特斯拉舉辦的“自動駕駛”投資者日上,馬斯克表示,特斯拉的全自動駕駛自動駕駛系統(無激光雷達)將于2019年底開發完成,到2020年第二季度,用戶可以實現自動駕駛;同時,特斯拉計劃在2020年推出Robotaxi服務。在不久的將來,我們將知道馬斯克預測的準確性。

自動駕駛系統傳感器概述

Tesla, Volkswagen

這些傳感器或多或少都存在一些盲點,因此傳感器性能的重疊和數據融合非常重要。例如,當激光雷達受到惡劣天氣的干擾時,雷達、紅外和可見光相機可以確保汽車的安全駕駛。

GNSS(全球導航衛星系統)是自動駕駛系統的核心要素。通過RTK(實時動態)和PPP(精密單點定位)兩種增強和修正模式,大大提高了GNSS的精度,定位精度從幾米提高到幾厘米。過去,RTK/PPP的硬件成本和服務成本較高,但新的芯片模塊有望將其成本降至大眾市場水平。然而,GNSS存在一些問題,如信號丟失和市中心的多徑。

慣性測量單元(IMU)可以在傳感器數據缺失時作為有效的補充。IMU可以測量三維線加速度和三維角速度,根據這些信息可以計算出飛行器的姿態(俯仰角和滾轉角)、航向、速度和位置變化。IMU可以用來填補GNSS信號更新之間的空白,甚至可以在GNSS和系統中的其他傳感器出現故障時進行航位推算。

Tesla, Volkswagen

IMU助力自動駕駛汽車安全運行。

IMU的關鍵優勢是可以在任何天氣和地理條件下正常工作。作為一個獨立的數據源,它可以用于短期導航和驗證來自其他傳感器的信息,它不會因天氣、鏡頭污垢、雷達和激光雷達信號反射或城市峽谷效應而失敗。IMU作為一個獨立的傳感器,被看作是對其他傳感器進行補充和驗證的傳感器,即“最后一個傳感器”,用于保證車輛的安全,在其他傳感器損壞或失效時,以可控的方式讓車輛停下來。所以我們把IMU稱為自動駕駛系統的錨。

目前市場上所有配備ESC(電子穩定控制)的車輛都已經配備了低精度低成本的IMU。雖然高精度IMU可以滿足自主慣性導航的性能要求,但過去數千元的價格使其無法在汽車市場上大規模部署。

幸運的是,就在業界努力降低激光雷達成本的時候,包括新納傳感器在內的許多公司都在努力將高精度IMU的成本降低到100美元以內。

未來12-18個月,我們將知道:1)特斯拉能否在沒有激光雷達的情況下成功實現L4級自動駕駛;2)能否將激光雷達、GNSS(RTK或PPP)、高精度IMU的成本降低到大規模商用的量級。汽車行業最激動人心的變革來了,讓我們拭目以待!有關新型傳感器慣性導航產品的更多信息,下載產品數據手冊和用戶手冊,請訪問www.aceinna.cn/inertial-systems.業界對自動駕駛汽車何時商業化的預測從未停止。是2021年嗎?2025年?或者在2030年...

事實上,L4級自動駕駛汽車已經出現。在美國亞利桑那州鳳凰城的道路上,數十輛Waymo One旗下的自動駕駛汽車已經投入試運營。出于安全考慮,車上還有一名備用司機。但隨著技術的優化升級,司機、方向盤、剎車、油門控制裝置都將不復存在。

Tesla, Volkswagen

當然,目前自動駕駛汽車仍處于測試階段,實現大規模商業化仍有難度——在成本、安全性、使用壽命等方面都需要大幅提升,更不用說復雜的市場審批和監管了。

此外,自動駕駛的傳感器解決方案仍有爭議。埃隆·馬斯克(Elon musk)和特斯拉(Tesla)認為沒有必要使用激光雷達,但這似乎與其他所有人的觀點背道而馳。

激光雷達最大的問題是成本高。馬斯克認為,既然人本身不需要激光雷達來駕駛,那么沒有激光雷達的人工智能系統也可以實現自動駕駛。在今年4月特斯拉舉辦的“自動駕駛”投資者日上,馬斯克表示,特斯拉的全自動駕駛自動駕駛系統(無激光雷達)將于2019年底開發完成,到2020年第二季度,用戶可以實現自動駕駛;同時,特斯拉計劃在2020年推出Robotaxi服務。在不久的將來,我們將知道馬斯克預測的準確性。

自動駕駛系統傳感器概述

Tesla, Volkswagen

這些傳感器或多或少都存在一些盲點,因此傳感器性能的重疊和數據融合非常重要。例如,當激光雷達受到惡劣天氣的干擾時,雷達、紅外和可見光相機可以確保汽車的安全駕駛。

GNSS(全球導航衛星系統)是自動駕駛系統的核心要素。通過RTK(實時動態)和PPP(精密單點定位)兩種增強和修正模式,大大提高了GNSS的精度,定位精度從幾米提高到幾厘米。過去,RTK/PPP的硬件成本和服務成本較高,但新的芯片模塊有望將其成本降至大眾市場水平。然而,GNSS存在一些問題,如信號丟失和市中心的多徑。

慣性測量單元(IMU)可以在傳感器數據缺失時作為有效的補充。IMU可以測量三維線加速度和三維角速度,根據這些信息可以計算出飛行器的姿態(俯仰角和滾轉角)、航向、速度和位置變化。IMU可以用來填補GNSS信號更新之間的空白,甚至可以在GNSS和系統中的其他傳感器出現故障時進行航位推算。

Tesla, Volkswagen

IMU助力自動駕駛汽車安全運行。

IMU的關鍵優勢是可以在任何天氣和地理條件下正常工作。作為一個獨立的數據源,它可以用于短期導航和驗證來自其他傳感器的信息,它不會因天氣、鏡頭污垢、雷達和激光雷達信號反射或城市峽谷效應而失敗。IMU作為一個獨立的傳感器,被看作是對其他傳感器進行補充和驗證的傳感器,即“最后一個傳感器”,用于保證車輛的安全,在其他傳感器損壞或失效時,以可控的方式讓車輛停下來。所以我們把IMU稱為自動駕駛系統的錨。

目前市場上所有配備ESC(電子穩定控制)的車輛都已經配備了低精度低成本的IMU。雖然高精度IMU可以滿足自主慣性導航的性能要求,但過去數千元的價格使其無法在汽車市場上大規模部署。

幸運的是,就在業界努力降低激光雷達成本的時候,包括新納傳感器在內的許多公司都在努力將高精度IMU的成本降低到100美元以內。

未來12-18個月,我們將知道:1)特斯拉能否在沒有激光雷達的情況下成功實現L4級自動駕駛;2)能否將激光雷達、GNSS(RTK或PPP)、高精度IMU的成本降低到大規模商用的量級。汽車行業最激動人心的變革來了,讓我們拭目以待!

欲了解有關新型傳感器慣性導航產品的更多信息,下載產品數據手冊和用戶手冊,請訪問www.aceinna.cn/inertial-systems.

標簽:特斯拉大眾

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