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早在二十年前，汽車制造商就已經(jīng)開始使用MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）傳感器中的加速計(jì)來測(cè)量行駛過程中的加速度并且觸發(fā)安全氣囊。如今，一項(xiàng)具有前瞻性的微小裝置——慣性傳感器為加速計(jì)在駕駛員輔助系統(tǒng)中得到更廣泛的應(yīng)用開辟了全新的道路。

慣性傳感器對(duì)于未來自動(dòng)駕駛的重要性毋庸置疑，它們能夠?qū)崿F(xiàn)諸多駕駛員輔助功能，這些功能有些已經(jīng)來到了我們的身邊，有些在不久的未來即將面世。

側(cè)翻傳感

側(cè)翻傳感，作為一項(xiàng)被動(dòng)安全技術(shù)，主要用于監(jiān)測(cè)車輛是否遭遇傾翻，進(jìn)而觸發(fā)安全氣囊。這樣的慣性傳感器能為碰撞監(jiān)測(cè)算法提供最關(guān)鍵的數(shù)據(jù)反饋（滾轉(zhuǎn)角速度、橫向及縱向加速度）。

然而，在這一過程中將會(huì)存在一個(gè)難點(diǎn)，就是如何在各種不同的條件下，比如在極低或極高的溫度下，在高速公路上，或是在碎石路上，保持可靠的傳感信號(hào)。另一項(xiàng)主動(dòng)安全技術(shù)——車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)ESC，通過控制和觸發(fā)制動(dòng)來避免車身打滑，也同樣要求在不同條件下提供可靠的傳感信號(hào)。

定位和導(dǎo)航

如今的車主早已熟悉了內(nèi)置導(dǎo)航系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)免去了駕駛員在不熟悉的城市中自己規(guī)劃路線的煩惱。依靠地圖、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)以及路徑算法和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)等，車主能夠通過諸如“道路擁堵輔助”這樣的互聯(lián)服務(wù)，獲取實(shí)時(shí)的道路擁堵信息。 

通常，人們希望在導(dǎo)航系統(tǒng)中加入慣性傳感器，因?yàn)檫@樣，無論是在各種建筑鱗次櫛比的城市中，或是在全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)信號(hào)較弱甚至?xí)袛嗟牡貐^(qū)，他們的系統(tǒng)依然可以運(yùn)行——慣性傳感器在獲取了最后一條可靠的衛(wèi)星信號(hào)之后仍然可以更新位置信息。

譬如當(dāng)一位駕駛員正在隧道里行駛，定位系統(tǒng)信號(hào)無法被接收，慣性傳感器就會(huì)以單位距離來計(jì)算汽車行駛的方向。位移推算法則會(huì)計(jì)算車輛的位移，繼而依據(jù)慣性傳感器的信號(hào)，推測(cè)出車輛當(dāng)前的具體位置。

多種多樣的駕駛員輔助系統(tǒng)

自適應(yīng)巡航、車道保持和變道輔助、預(yù)測(cè)性緊急制動(dòng)系統(tǒng)（AEBS）以及主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等等，都依賴于慣性傳感器與攝像頭、雷達(dá)或激光雷達(dá)這些感應(yīng)系統(tǒng)的智能融合。

自適應(yīng)巡航主要通過雷達(dá)、攝像頭以及射線來測(cè)量與物體之間的距離。同一種用于車身電子穩(wěn)定系統(tǒng)的慣性傳感器同樣也能用于自適應(yīng)巡航。這種傳感器能夠幫助預(yù)測(cè)路線并且傳達(dá)給障礙物探測(cè)器。

另一種類似的慣性裝置則應(yīng)用于坡道輔助系統(tǒng)，用來防止車輛上坡時(shí)向后溜坡。裝置內(nèi)的小量程重力加速度傳感器能夠通過測(cè)量重力來確定傾斜度。

主動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)則是另一項(xiàng)駕駛員輔助技術(shù)，用以更快地減少轉(zhuǎn)向輪胎每次移動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)向角度的變化量。這一特性為更精確安全的駕駛提供了保障，尤其是在高速公路上。其中偏航角速度傳感器能夠提供關(guān)于車輛位移的信息。

慣性傳感器和感知傳感器的融合

視覺或是感知傳感器能夠察覺到正在運(yùn)動(dòng)的物體，正確判斷出運(yùn)動(dòng)物體的結(jié)構(gòu)，同時(shí)估測(cè)車輛的移動(dòng)情況以及和周邊運(yùn)動(dòng)物體之間的距離。 

慣性傳感器則完全不受感知傳感器的限制因素所影響，比如天氣條件、光照、雪地或是被遮擋的地標(biāo)。慣性傳感器不會(huì)依賴于周圍環(huán)境的亮度，因?yàn)樗鼈儨y(cè)量的是物理性運(yùn)動(dòng)，而且并不是從圖像中計(jì)算數(shù)據(jù)。

此外，慣性傳感器要來得更為可靠，因?yàn)樗鼈儾恍枰c車身以外的設(shè)備有任何的互聯(lián)和數(shù)據(jù)交流。近期有一項(xiàng)研究就分別討論了動(dòng)覺慣性傳感器和視覺感知系統(tǒng)在弱耦合和緊耦合兩種程度下的不同合作模式。

在弱耦合程度下，感知系統(tǒng)和慣性傳感器會(huì)各自獨(dú)立地定位車輛，隨后相互比對(duì)信息，修正結(jié)果。緊耦合則是另一種結(jié)果，此時(shí)對(duì)物體直接的（像素級(jí)別）視覺測(cè)量會(huì)與慣性測(cè)量裝置的讀數(shù)相互結(jié)合。

在兩種情況下，MEMS慣性傳感器都可以提高感知系統(tǒng)跟蹤物體的兼容度，從而得到更精準(zhǔn)的定位。

標(biāo)簽： 慣性姿態(tài)傳感器