- 車載慣性傳感器
- 來源:賽斯維傳感器網 發(fā)表于 2016/9/22
慣性傳感器對于未來自動駕駛的重要性毋庸置疑,它們能夠實現諸多駕駛員輔助功能,這些功能有些已經來到了我們的身邊,有些在不久的未來即將面世。
側翻傳感
側翻傳感,作為一項被動安全技術,主要用于監(jiān)測車輛是否遭遇傾翻,進而觸發(fā)安全氣囊。這樣的慣性傳感器能為碰撞監(jiān)測算法提供最關鍵的數據反饋(滾轉角速度、橫向及縱向加速度)。
然而,在這一過程中將會存在一個難點,就是如何在各種不同的條件下,比如在極低或極高的溫度下,在高速公路上,或是在碎石路上,保持可靠的傳感信號。另一項主動安全技術——車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)ESC,通過控制和觸發(fā)制動來避免車身打滑,也同樣要求在不同條件下提供可靠的傳感信號。
定位和導航
如今的車主早已熟悉了內置導航系統(tǒng),這樣的系統(tǒng)免去了駕駛員在不熟悉的城市中自己規(guī)劃路線的煩惱。依靠地圖、全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)以及路徑算法和慣性導航系統(tǒng)等,車主能夠通過諸如“道路擁堵輔助”這樣的互聯(lián)服務,獲取實時的道路擁堵信息。
通常,人們希望在導航系統(tǒng)中加入慣性傳感器,因為這樣,無論是在各種建筑鱗次櫛比的城市中,或是在全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)信號較弱甚至會中斷的地區(qū),他們的系統(tǒng)依然可以運行——慣性傳感器在獲取了最后一條可靠的衛(wèi)星信號之后仍然可以更新位置信息。
譬如當一位駕駛員正在隧道里行駛,定位系統(tǒng)信號無法被接收,慣性傳感器就會以單位距離來計算汽車行駛的方向。位移推算法則會計算車輛的位移,繼而依據慣性傳感器的信號,推測出車輛當前的具體位置。
多種多樣的駕駛員輔助系統(tǒng)
自適應巡航、車道保持和變道輔助、預測性緊急制動系統(tǒng)(AEBS)以及主動轉向系統(tǒng)等等,都依賴于慣性傳感器與攝像頭、雷達或激光雷達這些感應系統(tǒng)的智能融合。
自適應巡航主要通過雷達、攝像頭以及射線來測量與物體之間的距離。同一種用于車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)的慣性傳感器同樣也能用于自適應巡航。這種傳感器能夠幫助預測路線并且傳達給障礙物探測器。
另一種類似的慣性裝置則應用于坡道輔助系統(tǒng),用來防止車輛上坡時向后溜坡。裝置內的小量程重力加速度傳感器能夠通過測量重力來確定傾斜度。
主動轉向系統(tǒng)則是另一項駕駛員輔助技術,用以更快地減少轉向輪胎每次移動時轉向角度的變化量。這一特性為更精確安全的駕駛提供了保障,尤其是在高速公路上。其中偏航角速度傳感器能夠提供關于車輛位移的信息。
慣性傳感器和感知傳感器的融合
視覺或是感知傳感器能夠察覺到正在運動的物體,正確判斷出運動物體的結構,同時估測車輛的移動情況以及和周邊運動物體之間的距離。
慣性傳感器則完全不受感知傳感器的限制因素所影響,比如天氣條件、光照、雪地或是被遮擋的地標。慣性傳感器不會依賴于周圍環(huán)境的亮度,因為它們測量的是物理性運動,而且并不是從圖像中計算數據。
此外,慣性傳感器要來得更為可靠,因為它們不需要與車身以外的設備有任何的互聯(lián)和數據交流。近期有一項研究就分別討論了動覺慣性傳感器和視覺感知系統(tǒng)在弱耦合和緊耦合兩種程度下的不同合作模式。
在弱耦合程度下,感知系統(tǒng)和慣性傳感器會各自獨立地定位車輛,隨后相互比對信息,修正結果。緊耦合則是另一種結果,此時對物體直接的(像素級別)視覺測量會與慣性測量裝置的讀數相互結合。
在兩種情況下,MEMS慣性傳感器都可以提高感知系統(tǒng)跟蹤物體的兼容度,從而得到更精準的定位。
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