無人駕駛定位技術(shù)中的慣性傳感器

時間:2016-10-21

來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載

導(dǎo)語:由陀螺儀、加速度傳感器等傳感器組成的慣性傳感器(IMU),是檢測加速度與旋轉(zhuǎn)運動的高頻傳感器類型。

目前,在大的無人駕駛系統(tǒng)中,環(huán)境感知是考察無人駕駛系統(tǒng)的一個重要維度。在這一維度中,環(huán)境感知主要依靠的是作為硬件系統(tǒng)的傳感器。而在各類無人駕駛傳感器類型中,GPS和慣性導(dǎo)航模塊的定位導(dǎo)航功能必不可少。

無人車上的定位導(dǎo)航技術(shù)

作為無人駕駛系統(tǒng)最核心的技術(shù)之一,GPS全球定位系統(tǒng)在無人駕駛定位中具有相當重要的職責(zé)。然而,無人車是在復(fù)雜的動態(tài)環(huán)境中行駛,尤其在大城市,GPS多路徑反射的問題會很明顯。這樣得到的GPS定位信息很容易就有幾米的誤差。對于在有限寬度高速行駛的汽車來說,這樣的誤差很有可能導(dǎo)致交通事故。因此,必須借助其他傳感器來輔助定位,增強定位的精度。另外,由于GPS更新頻率低,在車輛快速行駛時很難給出精準的實時定位。

由陀螺儀、加速度傳感器等傳感器組成的慣性傳感器(IMU),是檢測加速度與旋轉(zhuǎn)運動的高頻傳感器類型。通過對慣性傳感器數(shù)據(jù)進行處理后,我們可以實時得出車輛的位移與轉(zhuǎn)動信息。但慣性傳感器自身也有偏差與噪音等問題影響結(jié)果。而通過使用基于卡爾曼濾波的傳感器融合技術(shù),我們可以融合GPS與慣性傳感器數(shù)據(jù),各取所長,以達到較好的定位效果。

這里需要注意的是,由于無人駕駛對可靠性和安全性要求非常高,所以基于GPS和慣性傳感器的定位并非無人駕駛里唯一的定位方式,現(xiàn)實中,還會使用LiDAR點云與高精地圖匹配,以及視覺里程計算法等定位方法,讓各種定位法互相糾正以達到更精準的效果。

要想真正實現(xiàn)無人自動駕駛,除GPS和慣性傳感器外,還需要雷達、圖像傳感技術(shù)的支持

然而,僅有定位導(dǎo)航還遠遠不夠,無人駕駛系統(tǒng)還需要檢測到行駛時做出避讓,以保證車內(nèi)人員安全。這便需要通常在汽車關(guān)鍵部位安裝圖像傳感器和激光雷達等傳感器探測裝置。其中,圖像傳感器采集的數(shù)據(jù),能在軟件算法的幫助下,分析危險障礙物及其分布。而雷達裝置則能對周圍環(huán)境地形、運動物體形狀和速度進行探測,進一步為自動、無人駕駛提供安全保障。

其實,即使做到這些對于實際應(yīng)用也還遠遠不夠。無人駕駛系統(tǒng)除上述作為硬件系統(tǒng)的傳感器外,作為軟件系統(tǒng)的計算機算法也必不可少。二者的作用亦可分別比作眼睛和大腦。因此,無人駕駛技術(shù)的發(fā)展,除了讓更多的傳感器加入到眼睛的行列中來,未來還需要更加先進的軟件或智能算法的支持。

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