帶有車載傳感器的GNSS/INS傳感器

自主駕駛車輛應(yīng)用的關(guān)鍵要求之一是可靠、準(zhǔn)確和穩(wěn)健的定位解決方案。關(guān)鍵的導(dǎo)航、規(guī)劃和決策操作都離不開可靠的定位。這意味著準(zhǔn)確的定位必須無處不在——換句話說，車輛預(yù)計(jì)運(yùn)行的所有時(shí)間和地點(diǎn)都能可靠地獲得定位信息。盡管全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）通常提供絕對定位的基礎(chǔ)，但它總是在不能直接看到足夠多衛(wèi)星時(shí)存在可用性問題。

為了解決這個(gè)故障模式，可以通過一種稱為傳感器融合的技術(shù)將其他補(bǔ)充傳感器添加到整體導(dǎo)航解決方案中。例如，慣性測量單元（IMU）、攝像頭、LiDAR和雷達(dá)等傳感器可以被選擇，以緩解每個(gè)傳感器的個(gè)別缺點(diǎn)，從而提高整體的穩(wěn)健性和可靠性。雖然當(dāng)前的自主駕駛車輛應(yīng)用采用了傳感器融合技術(shù)，但它們往往依賴于高性能傳感器來滿足準(zhǔn)確性要求。這些高性能傳感器往往會帶來更高的成本負(fù)擔(dān)，而這在商業(yè)生產(chǎn)中是不可接受的，因此使大規(guī)模自主駕駛變得過于昂貴。

本文將重點(diǎn)利用現(xiàn)代車輛上已有的低成本傳感器。這些傳感器包括低分辨率的里程計(jì)（DMI）和消費(fèi)級IMU，目前用于動態(tài)穩(wěn)定控制和車輪打滑檢測。本文將介紹一種新穎的方法，通過結(jié)合車速、轉(zhuǎn)向角、傳動裝置設(shè)置和多個(gè)里程計(jì)輸入，以及在GNSS中斷環(huán)境下的實(shí)際結(jié)果。測試軌跡將模擬具有許多彎道和短直段的典型停車場。濾波器所需的唯一先驗(yàn)信息是輪距和軸距（輪子間的距離）。

與單獨(dú)使用的GNSS/INS解決方案相比，在GNSS中斷長達(dá)30分鐘的情況下，性能提升了90%。此外，在相同的30分鐘中斷條件下，與單個(gè)里程計(jì)中斷相比，多個(gè)里程計(jì)的性能提升了50%。除了GNSS中斷性能，本文還將展示如何使用額外的過濾器輸入來提高定位系統(tǒng)的保護(hù)水平，以允許更頻繁地啟用自主導(dǎo)航系統(tǒng)。