比雷达、摄像头、GNSS更可靠,自动驾驶最后的安全防线竟是它?

  • 日期:02-02
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与毫米波雷达、激光雷达、摄像机和全球导航卫星系统相比,惯性测量单元可以提供连续、高精度、高可靠性的车辆位置、方向、速度、里程等信息(车辆里程表会受到路面打滑等的影响)。)、时间和其他尺寸的自动驾驶系统而不受外部环境的影响,从而确保车辆的安全驾驶。

此外,值得一提的是,惯性测量单元还可以提供比卫星导航和相机更快的信号更新速度。例如,卫星导航通常每秒更新一次位置信息,而现在最快的导航每秒只能更新几十次。即使在一些高端应用中,它也最多只能达到每秒几百次的水平,这与连续导航的水平相差甚远(连续导航至少需要每隔几毫秒更新一次)。尤其是当车速较快时,卫星导航和摄像机识别会有滞后问题。然而,惯性测量单元根本没有这样的问题。它可以轻松实现几毫秒的连续定位。

当然,惯性测量单元也有一些问题。例如,在毫米波雷达、激光雷达、相机和全球导航卫星系统卫星定位出现故障的情况下,如果惯性测量单元本身的精度不高,则惯性测量单元单独依赖的时间越长,偏移就越大。

此外,惯性测量单元对温度高度敏感,外部温度的变化会影响器件的灵敏度,导致一定的随机漂移。因此,惯性测量单元通常需要提出合适的误差模型和温度补偿方法来提高整个系统的精度。

赵颜回说:“当我们进行传感器融合时,我们并不是说你选择的传感器越多越好。无论什么样的传感器,什么样的性能,如果你选择不当,你可能会带来一些无用的数据,这自然会导致无用的判断。我们的ADI IMU主要是在各种极端环境下实现精确输出,包括各种高低温变化,包括各种崎岖不平的道路。”

虽然目前在高精度定位导航领域,除了微机电惯性导航之外,还计划采用光纤组件和激光组件,相比之下,微机电惯性导航具有体积更小、价格更低、测量范围更大、使用更方便的优点。

”光纤导航系统如果价格便宜,而且乘用车很难使用,价格可能高达10万元。此外,光纤方案非常耐碰撞,静态精度高但动态精度低。就我个人而言,我认为微机电系统取代光纤是未来的一个普遍趋势。由于微机电系统的稳定性,特别是长期稳定性,我们已经能够达到不到1度,这也是光纤在中低端的水平。微机电系统方案还具有体积小、功耗低、成本低等优点赵颜回进一步解释道。

ADI公司目前有许多高性能惯性测量单元产品。赵颜回告诉辛志勋:“以前,我们惯性测量单元曾使用过一些航空航天应用,并获得过航空航天认证。”事实上,目前相当一部分自动驾驶的应用实际上是在适当降低了一些高端和高水平行业的需求后,衍生出用于自动驾驶的惯性测量单元。

ADIS1650X系列IMU

在工业领域,ADI公司的IMU应用已经非常广泛。自ADI公司于2007年推出首个惯性测量单元产品以来,经过十多年的发展,ADI公司的惯性测量单元产品性能不断提高,尺寸越来越小。现在,ADI公司也推出了芯片级IMU,如今年11月正式发布的ADIS1650X系列。

ADI公司的新款ADIS1650X系列IMU,与前代产品相比,在保持高性能的同时,其尺寸进一步减小了40%,达到了工业标准。该系列还通过全温度测试进行补偿,可提供高精度定位,同时成本和体积大大优化。

从内部结构来看,ADIS1650X系列惯性测量单元与以前的大型模块级惯性测量单元没有什么不同。有传感器、信号处理和各种温度补偿校准。虽然体积小,但内部仍采用差动结构,具有很好的减振特性,可应用于无人机、农用拖拉机、自动驾驶等领域。

赵颜回表示,与尚友的高精度产品相比,ADIS1650X系列惯性测量单元具有5倍的动态范围,能够适应极移

这里特别重要的是要指出振动抑制在惯性测量单元系统中非常重要。一般来说,惯性测量单元可以检测汽车/飞机的旋转角度、航向偏差、俯仰角度偏差、速度和距离。然而,对于传感器,很难区分传感器输出的数据是由载体的旋转引起的还是由载体本身的振动引起的,也就是说,只要存在振动,就会引入误差。振动抑制特性是为了减少振动对传感器精度的影响。

”虽然消费者无人机很少使用ADI的惯性测量单元,但这主要是出于成本和体积的考虑,目前99%以上使用无人机的行业使用ADI的惯性测量单元。他们为什么不使用便宜的惯性测量单元?因为我们的产品具有非常好的振动抑制特性。如果这个指示器不好,无人机将很难悬挂,并且会向一个方向移动。这在工业领域是不可接受的。”赵颜回举了一个例子。

摘要:

除了惯性测量单元技术,ADI公司还在毫米波雷达、激光雷达技术和自动驾驶领域的视觉自动数据采集系统(visual ADAS)领域有布局。

目前,ADI在雷达领域已有16年以上的历史。目前,在24GHz毫米波雷达领域,近一半的车载雷达模块都有ADI芯片。ADI公司还为77-79GHz毫米波雷达产品提供布局。2017年,ADI公司和Resa Electronics公司宣布在77/79千兆赫汽车雷达技术领域开展合作。2018年,ADI还收购了德国工业雷达解决方案公司SymeoGmbH,该公司可以为高效率雷达提供整体解决方案,而不是设备级解决方案。

在激光雷达领域,ADI公司早在2016年就从美国Vescent Photonics公司获得了固态激光束导向技术,并开始专注于开发闪存雷达和固态激光雷达解决方案。

在ADAS视觉领域,ADI公司也很早就推出了飞行时间3D技术。ADI公司目前的TOF产品基于高量子效率的电荷耦合器件(CCD scheme

940nm)光波长方案,具有抗干扰能力强(可解决同一场景中多机干扰的问题)、窄脉冲高速全局曝光噪声干扰小、分辨率高(640x480

30fps)、功耗低、检测距离长(支持高达20m的识别距离)等特点。它可以应用于车内感知(手势识别、驾驶员健康、乘客检测、姿态识别)、车外短距离人脸识别解锁和车外长距离避障辅助。

据ADI公司系统应用工程经理李佳介绍,ADI公司目前的电荷耦合器件飞行时间方案正与另一家合作伙伴合作,未来将完全由ADI公司主导。目前,ADI公司正在开发一款新的飞行时间(TOF)产品,该产品将采用CMOS飞行时间传感器。其性能和分辨率将大大提高,功耗将进一步降低。

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