帶有車載傳感器的GNSS/INS傳感器

自主駕駛車輛應用的關鍵要求之一是可靠、準確和穩(wěn)健的定位解決方案。關鍵的導航、規(guī)劃和決策操作都離不開可靠的定位。這意味著準確的定位必須無處不在——換句話說，車輛預計運行的所有時間和地點都能可靠地獲得定位信息。盡管全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）通常提供絕對定位的基礎，但它總是在不能直接看到足夠多衛(wèi)星時存在可用性問題。

為了解決這個故障模式，可以通過一種稱為傳感器融合的技術將其他補充傳感器添加到整體導航解決方案中。例如，慣性測量單元（IMU）、攝像頭、LiDAR和雷達等傳感器可以被選擇，以緩解每個傳感器的個別缺點，從而提高整體的穩(wěn)健性和可靠性。雖然當前的自主駕駛車輛應用采用了傳感器融合技術，但它們往往依賴于高性能傳感器來滿足準確性要求。這些高性能傳感器往往會帶來更高的成本負擔，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（DMI）和消費級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，通過結合車速、轉向角、傳動裝置設置和多個里程計輸入，以及在GNSS中斷環(huán)境下的實際結果。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信息是輪距和軸距（輪子間的距離）。

與單獨使用的GNSS/INS解決方案相比，在GNSS中斷長達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，與單個里程計中斷相比，多個里程計的性能提升了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)的保護水平，以允許更頻繁地啟用自主導航系統(tǒng)。