慣導這個傳感器一句話理解就是可以短時給出置信度較高的相對位移和航向角變化的傳感器

慣導這個傳感器很神奇，激光雷達，毫米波，攝像頭三個還會爭奪下，是不是用GPS大家也會考慮下，但慣導這個傳感器沒人會懷疑它的作用和地位，它就和我們的小腦一樣，在補償感知間隙，推測短時空間位置上，沒有什么傳感器可以有效的替代它，由于其封閉性，除了牛頓基本也不太受到環境對它的影響，從可靠性上來說也非常的給力。天氣條件、合適的日光條件、雪道或模糊的地標對其他傳感器是致命的，對它來說完全不影響。

慣導的工作原理

今天我們具體看下這個傳感器。首先還是科普下它的原理，為什么它可以給出這些信息。說慣導是一個傳感器也不準確，它實際上根據用途不同一般會由好幾個傳感器組合在一起工作。

一號小兄弟-陀螺儀-獲得三維角速度

陀螺儀（Gyroscope、GYRO-Sensor）也叫地感器，傳統結構是內部有個陀螺，通過測量三維坐標系內陀螺轉子的垂直軸與設備之間的夾角，計算角速度，通過夾角和角速度來判別物體在三維空間的運動狀態。三軸陀螺儀可以同時測定上、下、左、右、前、后等6個方向（合成方向同樣可分解為三軸坐標），傳統的陀螺儀是機械式的，隨技術發展，還有出現了振動式陀螺儀、激光陀螺儀、微機電機械陀螺儀等，無論是在體積微型化、測量精度和易用性上都有大大提高。

二號小兄弟-加速度-獲得移動加速度

加速計（Accelerometer、G-Sensor）也叫重力感應器，實際上是可以感知任意方向上的加速度（重力加速度則只是地表垂直方向加速度），加速計通過測量組件在某個軸向的受力情況來得到結果，表現形式為軸向的加速度大小和方向（XYZ）加速計則主要是測量設備的受力情況，也就是三軸運動情況。

三號小兄弟-磁力計-獲得絕對方向

磁力計磁力計（Magnetic、M-Sensor）也叫地磁、磁感器，可用于測試磁場強度和方向，定位設備的方位，磁力計的原理跟指南針原理類似，可以測量出當前設備與東南西北四個方向上的夾角。但磁場環境復雜，實際使用中單靠這個也很不靠譜，只能是參考

四號小兄弟-GPS（不，是大兄弟）

這個不多做介紹，獲得一個精準的絕對航向角和位置，這個可以看這個回答。

https://zhuanlan.zhihu.com/p/257785113?zhuanlan.zhihu.com

五號小兄弟-視覺激光V2X（不，是另外幾個大兄弟）

實際上分辨率較高的傳感器比如視覺激光也可以充當協助慣導的作用，但這個體系比較復雜，這里不多做展開。

廣義上的慣導可以理解為五個兄弟的合作，最后感知物體的相對位移和航向變化。俠義上理解核心的是一號兄弟和二號兄弟，也就是加速度計和陀螺儀，兩者給出三軸加速度和三軸角速度。

他們的排列組合演化出各種各樣不同應用的“虛擬傳感器”,包括重力感應器（重力傳感器，Gravity Sensor，GV-Sensor）、線性加速度傳感器（LA-Sensor）、旋轉矢量傳感器（RV-Sensor），方向傳感器（O-Sensor）等。

核心的一號兄弟和二號兄弟，陀螺儀知道“我轉了個身”，加速計知道“我們又向前走了幾米”，但都有一個固有的問題就是“累計誤差”，也就是給著給著就不靠譜了，后面的三個兄弟都是不含有“累計誤差”的絕對量傳感器，來輔助累計誤差修正和累計誤差補償，幫助他們更好的工作。

另外一二號兄弟之間也是一個合作關系，理解這個先要知道累計誤差都來源于時間上積分，加速度積分獲得速度，速度積分獲得距離，誤差都是這么來的，加速度計在較長時間的測量值是正確的，而在較短時間內由于各個軸向加速度值會含有重力產生的加速度值，使得無法獲得真正的加速度值，存在誤差。而陀螺儀在較短時間內則比較準確而較長時間，經過幾分鐘甚至幾秒鐘定會累積出額外的誤差從而產生漂移。因此，需要兩者（相互調整）來確保累計航向的正確。

另外，把幾個子傳感器融合起來的算法一般叫聯結解算，相當復雜，也是慣導性能的關鍵，對一些電子器件固有的測量噪聲會有特別的濾波處理。所以好慣導算法也是成本大頭。

慣導在自動駕駛中的應用

慣導在車上的應用由來已久，隨著自動駕駛的發展，其應用除了各個子傳感器的自我性能的提升，更多的就是多個傳感器的疊加使用

汽車安全氣囊的觸發使用的就是加速計，慣性傳感器可為碰撞偵測運算提供滾動速率、橫向和垂直加速度等主要數據。判斷汽車是否正在翻覆并及時啟動安全氣囊裝置。

電子穩定控制系統(ESC)也是用了MEMS慣導，透過控制和啟動汽車剎車來防止車輛打滑。

這些都屬于低級的ADAS應用。另外一個就是更加高級一點的慣性導航。由于GPS在隧道城市峽谷里沒有信號，或者信號微弱，因此需要航位推算。補充這一段的絕對位置信息

再高級一點就是L2的輔助駕駛，包括主動車距控制巡航系統、車道保持和變換輔助系統，透過將MEMS慣性傳感器以及攝影機、雷達和/或光學雷達(LIDAR)等感知系統結合，補償所有感知器件間隙的空間環境信息。

由于慣性裝置可以一定程度上確認當前路面的坡度，因此在坡道輔助，舒適性縱向控制上也發揮著不可替代的作用。

總結慣導的應用就是補償GPS的間隙（1秒）獲得100hz的更新頻率和一定程度的航位推算，另一個就是補償環境傳感器的感知空擋上的物體位置推演。它不能回答【我在哪里？】也不能回答【前方有什么】，但卻都能夠對這些感知提供支持。

自動駕駛過程中，實際上基本邏輯和輔助駕駛類似，但是之前說的五號兄弟會更多的參與到整個系統集成中。同步定位與建構環境地圖(SLAM)獲得的地圖和定位，依賴慣導給出，同時又一定程度上代替GPS，為慣導提供必要的絕對修正。視覺和激光基于光流和特定的描述子，同樣可以獲得航位推算信息，這也為慣導提供了必要的修正。

慣性導航的成本覆蓋范圍也是非常大的，手機上的幾塊錢做個計步器，到東風導彈上，飛躍半個地球都不差幾米的慣導。嚴格說有民用級，戰術級，戰略級三個層面，一般民用的是MEMS慣導，戰術的一般質量更好的MEMS或者光纖/MEMS混合，而戰略級別的一般都是光纖慣導。光纖慣性導航，是三個原餅狀里面有光纖在旋轉，并測量光纖的變化，從而獲得偏移。光纖慣導雖然精度很高，但批量化生產和良品率都不高，成本比較大，還沒有突破。

總結

慣導的使用，器件提升對于整個自動駕駛的性能提升來說基本是成比例的，也沒有可以替代的其他傳感器。算法上的核心還是慣導自身濾波的精確標定以及與更多的絕對感知和相對感知進行高度集成，方可以發揮其最好的作用。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的sar sensor传感器的作用_传感器攻防战-惯导IMU的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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