從街區(qū)到厘米級(jí)：傳感器融合技術(shù)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位

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在當(dāng)今快節(jié)奏的技術(shù)驅(qū)動(dòng)環(huán)境中，人們期望獲得準(zhǔn)確的信息。當(dāng)需要從所在位置導(dǎo)航到另一個(gè)位置時(shí)，人們希望獲得的路線規(guī)劃是基于當(dāng)前的位置，而不是兩個(gè)街區(qū)之外的位置。如今，無(wú)論是車輛導(dǎo)航系統(tǒng)還是共享出行等各種應(yīng)用，準(zhǔn)確的定位數(shù)據(jù)都至關(guān)重要。然而，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位并不簡(jiǎn)單，尤其是需要考慮到這些車輛或設(shè)備所處的多變環(huán)境。

依靠單一技術(shù)并不能保證在所有情況下都能獲得一致的結(jié)果。傳感器融合是一項(xiàng)突破性的定位應(yīng)用技術(shù)，它結(jié)合了多種傳感器的優(yōu)點(diǎn)，以克服每種技術(shù)本身的缺點(diǎn)。

傳感器融合技術(shù)的定義與

定位在現(xiàn)代應(yīng)用中的重要性

定位應(yīng)用中的傳感器融合是指整合多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)，以更準(zhǔn)確、全面地了解車輛或設(shè)備的位置或狀態(tài)的過(guò)程。在 GPS 導(dǎo)航、自動(dòng)駕駛汽車、商用機(jī)器人，甚至電動(dòng)自行車和電動(dòng)踏板車等移動(dòng)出行領(lǐng)域，傳感器融合技術(shù)都發(fā)揮著尤為重要的作用，它使這些系統(tǒng)即便在對(duì)于傳統(tǒng)定位系統(tǒng)充滿挑戰(zhàn)的環(huán)境中，也能識(shí)別自身所在的位置。

移動(dòng)出行應(yīng)用中使用了多種類型的傳感器，包括攝像頭、雷達(dá)等。每種傳感器都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，沒(méi)有任何單一傳感器能夠在所有環(huán)境下提供連續(xù)、可靠和準(zhǔn)確的定位解決方案。

傳感器融合技術(shù)

對(duì)當(dāng)今生活有何影響？

對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō)，傳感器融合技術(shù)正在為車輛和智能手機(jī)帶來(lái)更高效的導(dǎo)航和定位系統(tǒng)。同時(shí)，傳感器融合技術(shù)還廣泛應(yīng)用于自動(dòng)駕駛和半自動(dòng)駕駛汽車、自動(dòng)移動(dòng)機(jī)器人（如送貨機(jī)器人）等領(lǐng)域，并且每天都會(huì)出現(xiàn)新的應(yīng)用場(chǎng)景。

絕對(duì)定位與相對(duì)定位

所需的傳感器類型

那么絕對(duì)定位與相對(duì)定位有什么區(qū)別呢？顧名思義，絕對(duì)定位是根據(jù)一個(gè)固定點(diǎn)或已知的參考系統(tǒng)（例如緯度、經(jīng)度和海拔）來(lái)指定您或車輛的位置——您就在這里！

與絕對(duì)定位不同，相對(duì)定位是根據(jù)先前已知的位置來(lái)估算當(dāng)前的位置。航位推算是相對(duì)定位的一個(gè)典型示例，它使用初始位置、方向和速度來(lái)估算車輛或設(shè)備的新位置。

這兩種方法都有其用途（和局限性），但在配合使用時(shí)都非常有效。

絕對(duì)定位傳感器的類型

GNSS（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)）或 GPS——最為常見(jiàn)于移動(dòng)出行傳感器融合應(yīng)用 [注意：GNSS 泛指所有導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)，而 GPS 則特指美國(guó)的導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)]

WiFi定位

蜂窩基站三角網(wǎng)定位

地磁定位

利用攝像頭、激光雷達(dá)或雷達(dá)等感知手段進(jìn)行地圖定位

相對(duì)定位傳感器類型

慣性導(dǎo)航定位 – 陀螺儀和加速度計(jì)

利用氣壓計(jì)確定相對(duì)高度

利用視覺(jué)傳感器進(jìn)行車道跟隨

車輛定位面臨的挑戰(zhàn)和

傳感器融合技術(shù)的作用

在移動(dòng)出行應(yīng)用方面，單獨(dú)的絕對(duì)定位解決方案和相對(duì)定位解決方案會(huì)導(dǎo)致模糊性和不確定性。以在隧道中行駛時(shí)使用 GPS 為例，由于隧道內(nèi)可能無(wú)法接收到衛(wèi)星信號(hào)，導(dǎo)致無(wú)法進(jìn)行定位，您可能會(huì)因此錯(cuò)過(guò)隧道內(nèi)即將出現(xiàn)的出口。

專注于移動(dòng)出行領(lǐng)域的

傳感器融合技術(shù)解決方案

通過(guò)整合多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)來(lái)更準(zhǔn)確全面地了解車輛運(yùn)動(dòng)，TDK 正在重新定義車輛和共享出行應(yīng)用定位系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)健性。（*以下產(chǎn)品信息包括正在開(kāi)發(fā)中的產(chǎn)品。）

“顯然，TDK 的傳感器融合技術(shù)是提高所有定位應(yīng)用的準(zhǔn)確性和可靠性的未來(lái)發(fā)展方向，包括自主或半自主應(yīng)用。傳感器融合技術(shù)的目標(biāo)不僅僅是提供更為精準(zhǔn)的定位解決方案，而是提供一個(gè)既準(zhǔn)確又可靠的解決方案，以便集成到其他導(dǎo)航或控制系統(tǒng)中?！?TDK 集團(tuán)公司Trusted Positioning 董事總經(jīng)理Chris Goodall說(shuō)道。

TDK Solutions

RIDE

TDK 的 RIDE 專注于為微移動(dòng)共享出行服務(wù)提供商提供準(zhǔn)確的車輛航向和位置信息，從而使公司能夠有序地管理其車隊(duì)。這有助于最大限度地減少踏板車和自行車被隨意丟棄在人行道上，防止其阻塞人行道并造成潛在的不安全狀況。同時(shí)，RIDE在監(jiān)控不規(guī)范騎行、松散?？亢团鲎驳扔脩粜袨榉矫嬉彩种匾?。

TRACK

這是能夠在 GPS 信號(hào)受限區(qū)域跟蹤車輛位置的高級(jí)軟件。TRACK 擅長(zhǎng)在最具挑戰(zhàn)性的環(huán)境中管理車輛位置，例如停車場(chǎng)、高層建筑林立的市中心區(qū)域和隧道。TRACK 是 TDK 的慣性航位推算軟件，與各種硬件、處理器和傳感器配合，提供性能出色的解決方案。

AUTO

專為自動(dòng)駕駛和半自動(dòng)駕駛車輛以及機(jī)器人應(yīng)用而設(shè)計(jì)。TDK 的 AUTO 集成了汽車級(jí) IMU 傳感器、車速傳感器、高精度 GNSS 傳感器和感知傳感器，所有這些傳感器均經(jīng)過(guò)精準(zhǔn)的同步，能夠以較低的成本為輪式車輛提供更高的精度和位置完整性。

TDK 解決方案為何與眾不同

通常，航位推算或慣性導(dǎo)航技術(shù)是“一刀切”的。一些公司提供針對(duì)特定傳感器組合的解決方案，而集成商則被迫使用標(biāo)準(zhǔn)化的硬件，無(wú)法考慮具體的使用情況。TDK將傳感器融合軟件作為這項(xiàng)技術(shù)的核心，著重于針對(duì)每種應(yīng)用提供優(yōu)化的出色解決方案。TDK 針對(duì)不同用例提供特定產(chǎn)品，例如用于電動(dòng)自行車的 RIDE、用于車輛的 TRACK 以及用于自動(dòng)駕駛的 AUTO。

TDK 的軟件還具有一些輔助優(yōu)勢(shì)，例如能夠檢測(cè)駕駛動(dòng)態(tài)、提供防盜技術(shù)或提供拖車檢測(cè)解決方案。

TDK 還與其制造業(yè)客戶合作，基于客戶提供的定位數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)功能。如果客戶想要整合特定的傳感器或 GPS 硬件，TDK 可以根據(jù)需要調(diào)整其軟件。這樣就無(wú)需開(kāi)發(fā)特定的硬件和集成到客戶的系統(tǒng)中。

汽車定位中傳感器融合技術(shù)的

未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

隨著軟件驅(qū)動(dòng)車輛（例如，由可更新軟件設(shè)計(jì)和主要管理的車輛）變得更加普遍，智能移動(dòng)平臺(tái)功能預(yù)計(jì)會(huì)在更多領(lǐng)域中占據(jù)中心位置。作為全球汽車領(lǐng)域的革新性技術(shù)，軟件驅(qū)動(dòng)汽車正在逐步改變我們的駕駛方式以及與車輛的互動(dòng)方式。

可以預(yù)見(jiàn)，像 5G 連接這樣的技術(shù)將持續(xù)改進(jìn)定位和導(dǎo)航功能，這些功能易于更新、傳輸和集成到未來(lái)的智能車輛中。

審核編輯 黃宇