自動車インテリジェンスの業界革命において、インテリジェント運転の標準構成として、高精度測位システムは、L2 以上のインテリジェント運転が「現実化」する過程で 4 ～ 2,000 ポンドの存在となっています。
慣性計測ユニット (IMU) は、その動作が衛星などの外部信号に依存しないため、スマート カーの高精度測位システムの中核コンポーネントとなっています。しかし、業界では依然として IMU の設置方法について議論が続いています。独立したモジュールの形で適用される独立した IMU でしょうか、それともドメイン コントローラーのメインボードに溶接されたパッチ IMU がインテリジェント運転に適しているのでしょうか。
位置認識ソリューションの業界をリードするサプライヤーとして、Yaoyuan Electronics は、典型的な環境と長期的な環境への影響を比較する2 セットの実験でこの質問に答え、次の答えを得ました。
●独立したIMUは、高精度のナビゲーションと測位およびセキュリティアプリケーションのシナリオに適しており、推測航法が必要なシナリオに適しています。
●SMD IMUは、低精度のナビゲーションおよび測位、および安全性以外のアプリケーションシナリオに適しており、衛星ナビゲーションアルゴリズム補間シナリオに適しています。
結論としては、温度変化、プリロード、振動、長期環境などの一般的な環境では、独立型 IMU の方がパッチ IMUよりも安定しており、安全で信頼性が高いということになります。
IMU は車両測位システム P-box の中核コンポーネントであるだけでなく、BEV の性能を向上させるスマート カーの重要なコンポーネントでもあり、それによって都市型 NOA の性能も向上します。IMU には優れた安定性と信頼性も必要です。 。
Li Nan博士は、より複雑な運転環境では、より安定した信頼性の高い性能を備えた製品がより安全で優れたユーザーエクスペリエンスをもたらすため、独立したIMUがインテリジェント運転に適していると述べた。
本当の知識は実践から得られる
2 セットの実験では、車両 IMU の性能に影響を与える 4 つの典型的な環境と、IMU のライフサイクルで直面する長期環境をシミュレートしました。
実験 1 典型的な環境影響の比較
ガイド電子実験ビデオ
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実験方法: 5 つの異なるサンプル (4 つのパッチ IMU + 1 つの独立した IMU) を選択し、車両 IMU の性能に影響を与える 4 つの典型的な環境 (加熱、冷却、予圧、振動) についてシミュレーション テストを実施し、独立した IMU とパッチを観察します。 IMUはゼロバイアスの角速度変化と角速度を積分した車体姿勢変化を出力します。
◎加熱：同じ出力のヘアドライヤーを使用して、2 つの形式の IMU を同じ温度になるまで加熱します。
◎ 冷却: 急速冷凍スプレーを使用して、2 つの形態の IMU を同じ温度になるまで冷却します。
◎ プリロード: 2 つの形式の IMU の初期プリロードを一定に保ち、取り付けネジの締め具合を変更することでプリロードを調整します。
◎振動：着信時、2つの形式のIMUシェルに近い携帯電話が振動します。
► 温暖化の影響
► 冷却効果
加熱および冷却の実験では、独立した IMU はシェルの保護の恩恵を受け、温度変化は比較的緩やかで、ジャイロの出力角速度は明らかなゼロ バイアスがなく非常に安定していましたが、パッチ IMU は突然の上昇と下降を示しました。傾向が変化し、ジャイロの出力角速度が大きく変化してゼロになると、偏差が大幅に増大し、ロール角やヘディング角の偏差が大きくなり、車体姿勢が異常となり、インテリジェントな車体制御が困難となる。安全上の事故を引き起こす可能性があります。
備考: スプレープロセス中、視覚化インターフェイスの最初のウィンドウのジャイロ出力曲線のノイズが大きくなります。これは、IMU へのスプレーの影響によるものです。
予圧効果実験では、まずドライバーでネジを緩めて 2 つの構成の IMU の予圧を変更し、次にネジを締めて予圧を初期状態に戻します。現時点では、独立した IMU は非常に安定しており、パッチ IMU のヘディング ジャイロの出力角速度は大きく変化し、ゼロ偏差は明らかで、積分後のヘディング偏差は 4° に近くなります。運転中、機首方位は位置精度にとって非常に重要です。この状態で運転支援をオンにして100m直進すると、約6mの横逸脱、つまり2車線近くの横逸脱が発生し、交通事故の危険性があります。
携帯電話の通話の振動などの低レベルの振動でも、パッチ IMU のヘディング ジャイロ ゼロ偏差が約 0.15°/s になり、10 秒以上の積分後には、機首方位のずれが約 2° 発生します。実際の運転では、パッチ IMU は PCB の変形応力、組み立て誤差、大きな温度変化などの多くの困難を克服する必要があります。
実験2 長期環境負荷比較
実験方法: 120 個の異なるサンプルを選択し、3 種類の耐久実験を通じて IMU がライフサイクルで直面する長期環境を復元し、その性能変化を観察します。
◎高温動作耐久性：85℃環境下で通電・定温動作1,000時間
◎熱衝撃耐久性：-40℃〜85℃の間の温度切り替え、温度切り替え時間≦30秒、各回20分間の保温、累積熱衝撃回数506回
◎電源投入時温度サイクル耐久性：-40℃～85℃の範囲で温度サイクルを行い、温度変化率4℃/minを維持し、各回20分間保持し、累積サイクル数は190です
► ジャイロスケール誤差の変動
► ジャイロバイアス変更
耐久試験後、単独 IMU のスケール誤差の変動幅は 1.2 パーセントから 1.5 パーセントに増加し、ジャイロ ゼロ バイアスの変動範囲は 0.15°/s でほぼ変化しませんでしたが、SMD IMU の変動範囲は減少しました。スケール誤差は2.7％から5.5％まで増加し、増加量は2倍以上となり、ジャイロゼロバイアスの変動幅は0.2°/sから2倍の0.6°/sに変更されました。
これらの変更はカーナビゲーションや位置情報にどの程度の影響を与えるのでしょうか? スケール エラーを例に挙げると、車が都市ナビゲーション支援機能を有効にして交差点で方向転換すると仮定すると、IMU は 5 パーセントのスケール エラーを生成し、これにより 1 度近くの進行方向の偏差が発生します。 100m直進すると横ずれは約1.7mに達し、車線を逸脱してしまいます。
長期環境は保護された独立型 IMU に明白な影響を与えず、そのパフォーマンスはより安定していることがわかりますが、パッチ IMU は保護がないため環境干渉に対して脆弱です。
要約する
SMD IMU は、IMU をメインボードの固定位置に直接溶接し、通常は保護なしまたはシールド保護ありで、製造コストは低いものの、環境の影響を受けやすく、環境の影響により校正パラメータが変化する可能性があります。二次溶接。
独立した IMU は高強度のシェル保護を備えており、メンテナンスが容易な場所に設置するのに便利であり、さらに重要なことに、全要素校正補償とマルチフィジックスフィールドマッチング技術を採用しており、校正パラメータがより多くなっています。耐久性と安定性があり、よりコスト効率の高い選択肢です。
スマート カーの厳しい安全要件には、安全で信頼性の高い測位システムが必ず必要ですが、スマート ドライビングにおける高精度地図の役割と用途が徐々に変化しているため、測位の安定性に対する要件はさらに高くなります。
Daoyuanは2016年にスマートカー分野に注力し始めました。翌年、スマートカーのデモで初めて自社開発の高精度複合測位ソリューションを完成させ、初の量産定点を取得し、自動車の複合ポジショニングの新時代を切り開きました。現在、Daoyuan は P-box シリーズ、IMU モジュール、GNSS モジュールを中心とした高精度測位製品マトリックスを形成し、顧客がより高いユーザー価値を創造し、スマートトラベルの新たな革命を共同で推進できるよう支援しています。
Daoyuanは、高精度測位を起点として、高精度複合測位、位置認識、AIoTの「3大」ソリューションを提供しており、適用可能なシナリオとユーザーはOEMに限定されず、スマート輸送、精密農業、エンジニアリングユーザーも含めたエンパワーメントが可能です。機械、ロボット、ドローン測量と地図作成、都市生活、産業インテリジェンスなどのさまざまな業界で。