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

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

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

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

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

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

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。。

AsteRx-i D UAS

AsteRx-i D UAS

精密导航系统产品

ADIS16497

ADIS16497

战术级、6自由度惯性传感器

ADIS16507

ADIS16507

精密、6自由度微型MEMS IMU

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SWaP+C 的战术级惯性测量单元 (IMU)

我们在 MEMS 惯性传感方面的进步,使战术级的稳定性可用现有解决方案的一小部分规模和成本就能达到。

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运动物联网(IoMT)在实现效率大幅提升的道路上还面临着许多挑战,高性能惯性传感器将对其发展起到重要的推动作用。

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ADI在自动精确导航系统行业拥有悠久的历史,能够随时根据我们对动力学的全面了解和这些系统所面临的挑战,在应用层面提供支持。此外,ADI正在探索创新的车辆精密导航架构,该架构将高性能IMU与视觉传感器(摄像头,雷达和激光雷达)结合在一起,以低延迟和高更新率提供可信赖的定位信息。

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凭借在汽车和航空电子安全应用领域深厚的背景知识,ADI能够通过完整的 Drive360 产品系列,为自动驾驶系统设计人员提供全面的产品套件