與其他導(dǎo)航系統(tǒng)相比,慣導(dǎo)系統(tǒng)同時(shí)具有信息全面、完全自主、高度隱蔽、信息實(shí)時(shí)與連續(xù),且不受時(shí)間、地域的限制和人為因素干擾等重要特性,可在空中、水中、地下等各種環(huán)境中正常工作。
例如,IMU的上述優(yōu)勢(shì),在自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中表現(xiàn)的尤為明顯。在自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中,IMU可作為其他傳感器數(shù)據(jù)缺失時(shí)的有效補(bǔ)充。通過計(jì)算車輛的姿態(tài)(俯仰角和滾動(dòng)角)、航向、速度和位置變化,IMU可用于填補(bǔ)GNSS信號(hào)更新之間的空白,甚至可在GNSS和系統(tǒng)中的其他傳感器失效時(shí),進(jìn)行航位推算。因此,作為一個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)源,IMU可用于短期導(dǎo)航,并驗(yàn)證來自其他傳感器的信息。
有人說,自動(dòng)駕駛系統(tǒng)在定位領(lǐng)域的最后一道防線是IMU,主要原因有三個(gè):
首先,IMU對(duì)相對(duì)和絕對(duì)位置的推演沒有任何外部依賴,是一個(gè)類似于黑匣子的完備系統(tǒng);相比而言,基于GPS的絕對(duì)定位依賴于衛(wèi)星信號(hào)的覆蓋效果,基于高精地圖的絕對(duì)定位依賴于感知的質(zhì)量和算法的性能,而感知的質(zhì)量與天氣有關(guān),都有一定的不確定性。
其次,同樣是由于IMU不需要任何外部信號(hào),它可以被安裝在汽車底盤等不外露的區(qū)域,可以對(duì)抗外來的電子或機(jī)械攻擊;相比而言,視覺、激光和毫米波在提供相對(duì)或絕對(duì)定位時(shí)必須接收來自汽車外部的電磁波或光波信號(hào),這樣就很容易被來自攻擊者的電磁波或強(qiáng)光信號(hào)干擾而致盲,也容易被石子、刮蹭等意外情況損壞。
最后,IMU對(duì)角速度和加速度的測(cè)量值之間本就具有一定的冗余性,再加上輪速計(jì)和方向盤轉(zhuǎn)角等冗余信息,使其輸出結(jié)果的置信度遠(yuǎn)高于其它傳感器提供的絕對(duì)或相對(duì)定位結(jié)果。
總而言之,在自動(dòng)駕駛紛繁復(fù)雜無法窮舉的工況中,IMU以其超高的置信度、完全無需外部依賴的特性,以及強(qiáng)大的抗干擾能力,像一顆定海神針,為自動(dòng)駕駛的定位系統(tǒng)提供最后一道安全保障。