7月舉辦的百度AI開發(fā)者大會(huì)上,,百度與廈門金龍合作全球首款L4級(jí)別的自動(dòng)駕駛汽車阿波龍小巴車被宣布正式量產(chǎn)下線,這一新聞著實(shí)刷了一陣屏,,引發(fā)業(yè)界廣泛熱議,。
美國機(jī)動(dòng)車工程師協(xié)會(huì)(SAE)將汽車自動(dòng)化劃分為5個(gè)等級(jí)。L3級(jí)別為有條件的自動(dòng)駕駛,,需要駕駛員介入,,L4級(jí)別為高度自動(dòng)駕駛,已經(jīng)不需要駕駛員的介入,,但是不能應(yīng)對(duì)全部工況,,只能在設(shè)計(jì)工況下完成駕駛?cè)蝿?wù)?!鞍⒉垺卑褪繜o方向盤,、無駕駛位,無油門和剎車踏板,,駕駛過程中自然沒有駕駛員干預(yù),,實(shí)現(xiàn)了真正的L4級(jí)別無人駕駛。
自動(dòng)駕駛巴士被認(rèn)為是解決城市“最后一公里”難題的有效方案,,大多用于機(jī)場(chǎng),、旅游景區(qū)和辦公園區(qū)等封閉的場(chǎng)所。而業(yè)界普遍認(rèn)為,,自動(dòng)駕駛技術(shù)在特定場(chǎng)所和公共交通領(lǐng)域的使用將早于在個(gè)人乘用車市場(chǎng)的普及,。
英國利玆大學(xué)公共交通研究學(xué)院教授Natasha Merat教授曾對(duì)媒體表示:“在組織和控制嚴(yán)密的場(chǎng)所更加適合成為自動(dòng)駕駛技術(shù)發(fā)芽的土壤,因?yàn)閺目刂坪凸芸胤矫娑几菀妆徽咧贫ㄕ弑O(jiān)管",。
ADI大中華區(qū)汽車電子市場(chǎng)經(jīng)理崔正昊(Jerry)也認(rèn)為,,自動(dòng)駕駛會(huì)率先在共享租車、商用車、特種車輛等有限應(yīng)用場(chǎng)景條件車輛上實(shí)現(xiàn),。這些高度重視性能,、對(duì)成本不敏感的行業(yè)市場(chǎng),將帶動(dòng)自動(dòng)駕駛整體市場(chǎng)快速發(fā)展,,推動(dòng)技術(shù)成熟、硬件成本降低,,最后在乘用車市場(chǎng)得以廣泛應(yīng)用,。
圖1:ADI大中華區(qū)汽車電子市場(chǎng)經(jīng)理崔正昊。
據(jù)悉,,作為百度Apollo的重要合作伙伴,,ADI公司的慣性測(cè)量單元(IMU)被用于做阿波龍的慣性導(dǎo)航。
慣性導(dǎo)航系統(tǒng)是一種不依賴于外部信息,、也不向外部輻射能量的自主式導(dǎo)航系統(tǒng),,不受外界天氣狀況等影響,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于高精度地圖,、礦車,、港口車、特種車和商用車等領(lǐng)域,。慣性測(cè)量單元(IMU)傳感器整合了精密陀螺儀,、加速度計(jì)、磁力計(jì)和壓力傳感器的多軸組合,,它們以智能方式融合在一起,,為穩(wěn)定和導(dǎo)航應(yīng)用提供可靠的位置和運(yùn)動(dòng)識(shí)別。即使在復(fù)雜工作環(huán)境中以及在動(dòng)態(tài)或極限運(yùn)動(dòng)動(dòng)態(tài)下,,精密MEMS IMU也能提供所需的精度水平,。
經(jīng)過獨(dú)特開發(fā)的ADI iSensor IMU技術(shù)產(chǎn)品組合具有戰(zhàn)術(shù)級(jí)穩(wěn)定性和超低噪聲,可提供高達(dá)十個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度,,并且全都經(jīng)過全面的工廠校準(zhǔn)和優(yōu)化的嵌入式傳感器調(diào)節(jié),。iSensor IMU已在多個(gè)領(lǐng)域推動(dòng)了向自主機(jī)器的快速進(jìn)步。如今,,借助這些戰(zhàn)術(shù)級(jí)IMU,,已經(jīng)能夠可靠地引導(dǎo)無人駕駛的陸地車輛和航空器。
ADI的車用IMU產(chǎn)品方案是針對(duì)汽車應(yīng)用場(chǎng)景從戰(zhàn)術(shù)級(jí)降維至車規(guī)級(jí)而開發(fā),,將傳統(tǒng)的IMU和與車身,、GPS等信息融合的算法組合在一起的系統(tǒng)稱為廣義的、針對(duì)自動(dòng)駕駛的IMU,,可以堪稱業(yè)界最強(qiáng)方案,。
圖:ADI汽車慣導(dǎo)單元(IMU)秉承戰(zhàn)術(shù)級(jí)產(chǎn)品高品質(zhì)傳統(tǒng),享譽(yù)業(yè)界。
除了檢測(cè)周圍環(huán)境之外,,自動(dòng)駕駛車輛還需要能在各種氣候條件下感受路況并做出響應(yīng),。IMU連同板載ADAS和衛(wèi)星定位輸入,提供精確的車輛位置和航向畫面,,同時(shí)抑制正常駕駛產(chǎn)生的沖擊和振動(dòng),。
目前的GPS有很多時(shí)候是精度不夠準(zhǔn)確或者無效的,例如在隧道中經(jīng)常因?yàn)樾盘?hào)不好無法使用,,或者在市中心的高樓里GPS信號(hào)容易被折射反射,。這個(gè)時(shí)候IMU就可以增強(qiáng)GPS的導(dǎo)航能力。例如,,在車道線識(shí)別模塊失效時(shí),,利用失效之前感知到的道路信息和IMU對(duì)汽車航跡的推演,仍然能夠讓汽車?yán)^續(xù)在車道內(nèi)行駛,。
此外,,GPS更新頻率過低(僅有10Hz)不足以提供足夠?qū)崟r(shí)的位置更新,IMU的更新頻率可以達(dá)到100Hz或者更高完全能彌補(bǔ)GPS所欠缺的實(shí)時(shí)性,。GPS/IMU組合系統(tǒng)通過高達(dá)100Hz頻率的全球定位和慣性更新數(shù)據(jù),,可以幫助自動(dòng)駕駛完成定位。通過整合GPS與IMU,,汽車可以實(shí)現(xiàn)既準(zhǔn)確又足夠?qū)崟r(shí)的位置更新,。
Jerry指出:“慣性導(dǎo)航是目前最有可能在車輛發(fā)生緊急狀況時(shí)幫助將車停到安全位置的技術(shù)。ADI擁有從戰(zhàn)術(shù)級(jí)降維至車規(guī)級(jí)開發(fā)的汽車IMU產(chǎn)品,,系統(tǒng)性能業(yè)界最強(qiáng),。”
而對(duì)于市面上部分從手機(jī)陀螺儀起步,、向上提升性能以滿足汽車應(yīng)用的IMU產(chǎn)品,,Jerry建議保持謹(jǐn)慎,“畢竟汽車關(guān)乎生命安全,、不容輕忽,,自動(dòng)駕駛IMU可靠性要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于消費(fèi)類、工業(yè)類要求,?!?/p>
以ADIS16495系列為例,這款完整的戰(zhàn)術(shù)級(jí),、6自由度慣性傳感器系統(tǒng)內(nèi)置一個(gè)三軸陀螺儀和一個(gè)三軸加速度計(jì),。ADIS16495中內(nèi)置的每個(gè)慣性傳感器都實(shí)現(xiàn)了業(yè)界領(lǐng)先的iMEMS?技術(shù)與信號(hào)調(diào)理技術(shù)的完美結(jié)合,可提供優(yōu)化的動(dòng)態(tài)性能,。工廠校準(zhǔn)針對(duì)各傳感器的靈敏度,、偏置,、對(duì)準(zhǔn)和線性加速度(陀螺偏置)進(jìn)行校準(zhǔn)。因此,,各傳感器均有其自己的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償公式,,可提供精確的傳感器測(cè)量。
與復(fù)雜且昂貴的分立設(shè)計(jì)方案相比,,ADIS16495為精確的多軸慣性檢測(cè)與系統(tǒng)的集成提供了簡(jiǎn)單而經(jīng)濟(jì)高效的方法,。所有必需的運(yùn)動(dòng)測(cè)試及校準(zhǔn)都是工廠生產(chǎn)過程的一部分,大大縮短了系統(tǒng)集成時(shí)間,。嚴(yán)格的正交對(duì)準(zhǔn)可簡(jiǎn)化導(dǎo)航系統(tǒng)中的慣性坐標(biāo)系對(duì)準(zhǔn),。串行外設(shè)接口(SPI)和寄存器結(jié)構(gòu)針對(duì)數(shù)據(jù)收集和配置控制提供簡(jiǎn)單的接口。
目前業(yè)界通過整合GNSS與IMU,,汽車可以實(shí)現(xiàn)既準(zhǔn)確又足夠?qū)崟r(shí)的位置更新。出來百度阿波龍,,全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)領(lǐng)先OEM廠商諾瓦泰(NovAtel)的GNSS/INS產(chǎn)品也采用了ADI的IMU方案,,目前已廣泛應(yīng)用于各種智能汽車或自動(dòng)駕駛實(shí)驗(yàn)車型中。
Jerry表示:“目前ADI在做的是,,與更多合作伙伴合作重新定義IMU產(chǎn)品,,從終端消費(fèi)者對(duì)性能的追求反推成本承受度,共同努力將價(jià)格降到量產(chǎn)級(jí),,以最大范圍為更多的生命提供安全保障,。”