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慣性導航在人形機器人領域的應用

編輯:      來源:民生證券      時間:2023/7/24
 

慣性導航是慣性技術(shù)重要應用之一,慣性導航系統(tǒng)(Inertial Navigation System - INS)是以陀螺儀和加速度計為敏感器件并融合衛(wèi)星導航、衛(wèi)星導航、 天文導航、無線電導航等其他導航技術(shù)而形成的導航參數(shù)解算系統(tǒng)。

目前 ADAS 系統(tǒng)一般運用速度計、陀螺儀、壓力傳感器和磁力儀等慣性傳感 器。加速度計用來測量運動物體的加速度大小和方向,獲取位移信息;陀螺儀形 成導航坐標系,使加速度計測量值投影到該坐標系中,可輸出航向和姿態(tài)角;磁 力儀用來測量測量磁場強度和方向,定位方向,通過地磁向量得到誤差表征量, 可反饋到陀螺儀的姿態(tài)解算中,用以校準陀螺儀的漂移。

GNSS+IMU 方案是常用的慣性導航系統(tǒng)設計方案,二者形成互補。

GNSS 在衛(wèi)星信號較弱的場景下會導致定位信息延遲而造成不可預知的失控場景; 慣性導航系統(tǒng)數(shù)據(jù)更新率G,導航信息延遲低,而且系統(tǒng)穩(wěn)定不易受到外界干擾, 可以不依托外在信息,無懼J端環(huán)境和弱信號影響,能夠解決持續(xù)性問題,但長 期時間運作會導致系統(tǒng)累計誤差增加,因此需要 GNSS 解決準確性問題,對位置 信息進行校準。其算法示意圖如下:

G精度慣性傳感是 L2.5 以上自動駕駛剛需,多傳感器融合方案正在演進中。 目前,依靠單一定位技術(shù)無法滿足自動駕駛汽車所需要的G精度。從現(xiàn)有乘用車和商用車主機廠使用的方案看,基本使用多傳感器融合定位技術(shù),除了采用組合 導航和G精度地圖,還會選擇視覺 SLAM 激光雷達等技術(shù)。



 
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