精密导航系统

任何无人驾驶机器，无论是乘用车，拖拉机，送货机器人还是无人驾驶飞机 (UAV)，都必须准确地并在所有条件下了解其全球和相对位置，以确保安全可靠地运行。尤其当全球导航卫星系统 (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（LIDAR，雷达，照相机）受到诸如天气、光照、欺骗攻击影响时，就及其具有挑战性。为了克服这些传感器的环境限制，高性能惯性测量单元 (IMU) 用于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了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，并且在过去十年中迅速崛起的无人驾驶中发挥了关键作用。全球部署的由 ADI IMU 指导的支持 L4 的地面和空中车辆数量超过我们所有竞争对手的总和。我们的产品系列具有战术级稳定性和超低噪声，可提供高达 10 个运动自由度，并且全都经过全面的工厂校准和优化的嵌入式传感器调节。此产品系列不断扩大，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令人印象深刻的偏置稳定性水平，但实际上，实验室性能极少会转化为现场性能。运转中的偏置稳定性（一种用于计算 IMU 稳定性的常用度量）通常在 IMU 在安静环境中处于静止状态时进行测量。当此类 IMU 被部署到现场时，环境的动态威胁（例如颠簸的道路产生的振动）会导致关键参数（包括偏置稳定性）大大降低。这恰恰是精密导航系统的优势所在。

让 ADI公司引以为傲的是，它能够在所有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比较。尽管一些供应商似乎提供了与 ADI公司[1]类似的偏置稳定性，但是一旦引入了振动[2]和横轴[3]误差，ADI公司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公司的 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，然后需要 GPS 或视觉传感器进行校正。这使车辆在阻塞或停机期间，保持车道级精度的时间比当今生产车辆中安装的传统 IMU 所提供的时间长 10 倍。

汽车应用

高速自动巡航

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，以使其居中位于车道中央，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 封锁

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 就会发生阻塞。在这些事件发生期间，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’ IMU 被广泛用于 GNSS/GPS 系统中。ADI公司’的合作伙伴 Septentrio 看到了 ADI公司’IMU 产品系列的创新价值，并选择了 ADIS16505。Septentrio’产品涵盖了一套广受欢迎的 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 最近向市场发布了 AsteRx-i D UAS 评估板，该评估板将这些功能与功能强大的 ADIS16505 相结合，形成了适合无人机和自动驾驶应用的紧凑型尺寸。