与其他导航系统相比,惯导系统同时具有信息全面、完全自主、高度隐蔽、信息实时与连续,且不受时间、地域的限制和人为因素干扰等重要特性,可在空中、水中、地下等各种环境中正常工作。
例如,IMU的上述优势,在自动驾驶系统中表现的尤为明显。在自动驾驶系统中,IMU可作为其他传感器数据缺失时的有效补充。通过计算车辆的姿态(俯仰角和滚动角)、航向、速度和位置变化,IMU可用于填补GNSS信号更新之间的空白,甚至可在GNSS和系统中的其他传感器失效时,进行航位推算。因此,作为一个独立的数据源,IMU可用于短期导航,并验证来自其他传感器的信息。
有人说,自动驾驶系统在定位领域的最后一道防线是IMU,主要原因有三个:
首先,IMU对相对和绝对位置的推演没有任何外部依赖,是一个类似于黑匣子的完备系统;相比而言,基于GPS的绝对定位依赖于卫星信号的覆盖效果,基于高精地图的绝对定位依赖于感知的质量和算法的性能,而感知的质量与天气有关,都有一定的不确定性。
其次,同样是由于IMU不需要任何外部信号,它可以被安装在汽车底盘等不外露的区域,可以对抗外来的电子或机械攻击;相比而言,视觉、激光和毫米波在提供相对或绝对定位时必须接收来自汽车外部的电磁波或光波信号,这样就很容易被来自攻击者的电磁波或强光信号干扰而致盲,也容易被石子、刮蹭等意外情况损坏。
最后,IMU对角速度和加速度的测量值之间本就具有一定的冗余性,再加上轮速计和方向盘转角等冗余信息,使其输出结果的置信度远高于其它传感器提供的绝对或相对定位结果。
总而言之,在自动驾驶纷繁复杂无法穷举的工况中,IMU以其超高的置信度、完全无需外部依赖的特性,以及强大的抗干扰能力,像一颗定海神针,为自动驾驶的定位系统提供最后一道安全保障。