精密导航系统

任何自动驾驶机器，无论是乘用车、拖拉机、送货机器人还是无人飞行器(UAV)，都必须准确地并在所有条件下了解其全局和相对位置，以确保安全可靠地运行。尤其是在全球导航卫星系统(GNSS)或全球定位系统(GPS)生成的地理定位信号经常遇到信号阻塞，而机载视觉传感器（激光雷达、雷达、摄像头）受到天气、艳阳、欺骗攻击影响的情况下，就极具挑战性。为了克服这些传感器的环境限制，我们使用高性能惯性测量单元(IMU)来独立确定车辆的加速度、前进方向角和相对位置。IMU依靠重力和惯性原理，而不是外部环境，为自主精密导航系统提供恒定且互补的数据源。

强大的遗产……

ADI公司’ iSensor^® IMU 技术率先上市，并且在过去十年中飞速发展的自动驾驶中发挥了关键作用。在全球范围内，由ADI IMU指导的L4地面车辆和空中飞行器数量超过我们所有竞争对手的总和。我们的产品系列涵盖战术级稳定性和超低噪声产品，提供高达10运动自由度，所有产品全部经过出厂校准以及嵌入式传感器调理优化。产品系列不断扩展，现已有通过航空电子认证的IMU以及正在进行的汽车认证。

……和美好的未来

ADI公司正在将我们的工业 IMU 产品系列扩展到汽车领域，这标志着具有汽车认证和增强诊断功能的战术级性能将首次出现。ADI公司的’s iSensor IMU 在全球范围内，在新兴的自动机器人出租车现场试验中占有主导的市场份额。此外，我们正在开发针对部分自动化系统（通常称为 SAE 3 级）的 ASIL 认证紧凑型 IMU，其目标是诸如高速公路驾驶员和自动代客泊车等功能。

惯性性能很重要

尽管很多IMU供应商声称其具有低于每小时一度的出色偏置稳定度，但实际上，实验室性能极少会转化为现场性能。通常IMU在安静环境中处于静止状态时，测量运动中的偏置稳定度（一种用于计算IMU稳定性的常用度量）。这类IMU部署到现场时，环境的动态威胁（例如颠簸道路产生的振动）会导致关键参数（包括偏置稳定度）大大降低。这恰恰是精密导航系统的优势所在。

让ADI引以为傲的是，它能够在重要条件下都能保持稳定和规范，而不仅仅是在测试台上。下表显示了ADI公司与三个知名竞争对手的对比。尽管一些供应商看似提供了与ADI[1]类似的偏置稳定度，但是一旦引入了振动[2]和横轴[3]误差，ADI和竞争对手之间的性能差距就会扩大10倍以上。

规格	说明	ADI公司	A 公司	B 公司	C 公司
[1]运行状态下的偏置稳定性 (dph)	在安静的实验室环境中评估的 IMU 稳定性	1	1	5	10
[2] 线性 g (dps/g)	IMU 振动性能	0.0001	0.1	0.05	0.1
[3] 横轴 (dph)	5 度倾斜条件下的 IMU 横轴性能	0.3	31.4	15.7	31.4
[4] 可实现的偏置稳定性 (dph)	一旦考虑 [2] 和 [3]，IMU 偏置稳定性 [1]	1.04	31.4	16.5	33
[5] 累积误差 (m)	以 30 mph 行驶 30 秒后的车辆的定位误差	0.2 m	>5 m	>3 m	>5 m

ADI IMU的稳定性一次可以精确跟踪自动驾驶汽车位置超过一分钟，然后才需要GPS或视觉传感器进行校正。这样一来，车辆在堵车或停车期间，保持车道级精度的时间比目前生产车辆中安装的传统IMU所提供的时间长10倍。

汽车应用

高速公路自动驾驶

该系统是巡航控制系统的高级版本，可使车辆自动转向并调整其速度，确保车辆位于车道中央，并与前方车辆保持安全距离。

自动代客泊车

此功能使车辆能够自动驶入空旷的停车位。更高级的版本不需要驾驶员在场，就能使得汽车自动定位停车库中的位置。

航位推算

这是一种从已知起点行进的方向和距离来估算车辆位置的方法。每当 GNSS/GPS 卫星信号丢失并且必须使用 IMU 航向时，都需要这样做。

紧急停止

如果自动驾驶车辆检测到其系统中的故障且无法继续安全运行，则将使用来自 IMU 的旋转和加速度数据来帮助使车辆安全且受控地停车。

GNSS/GPS受阻

每当高层建筑、隧道、高架桥或茂密的树木阻挡卫星信号到达车辆时，GNSS/GPS就会受阻。在此期间，车辆依靠其感知和IMU传感器进行导航。

知觉盲区

每当车载摄像头、激光雷达和雷达传感器受到诸如降水、耀眼的阳光或泥土和尘埃等环境条件的不利影响时，就会进入知觉盲区。

客户案例

ADI公司的IMU被广泛用于GNSS/GPS系统中。ADI的合作伙伴Septentrio看到了ADI IMU创新产品系列的价值，并选择了 ADIS16505。Septentrio的产品内置一整套热门GNSS功能，包括多频、多星座引擎以及专用的信号处理硬件和算法，这些功能可提供增强的保护，防止干扰和欺骗攻击。Septentrio最近发布了 AsteRx-i D UAS 评估板 ,该评估板将这些功能与强大的ADIS16505相结合，并采用适合无人飞行器和自动驾驶应用的紧凑型尺寸。