得益于新型傳感器的成熟，2022年我國(guó)在售新車(chē)L2和L3的滲透率分別為35%和9%，預(yù)計(jì)2023年將達(dá)到51%和20%。

而每一輛L3自動(dòng)駕駛汽車(chē)都需要裝備至少一個(gè)高精度IMU。

01.自動(dòng)駕駛進(jìn)步的關(guān)鍵

自動(dòng)駕駛汽車(chē)的成功所需最重要的進(jìn)步是在任何環(huán)境變化期間，車(chē)輛的實(shí)時(shí)、持續(xù)和準(zhǔn)確的位置與運(yùn)動(dòng)。

所有類(lèi)型的自動(dòng)駕駛車(chē)輛如汽車(chē)、卡車(chē)、公共汽車(chē)、無(wú)人機(jī)、機(jī)器人系統(tǒng)等均必須能在所有天氣、溫度和場(chǎng)景環(huán)境中，以及在無(wú)GNSS信號(hào)或信號(hào)衰減情況下，確定車(chē)輛位置和方向。

在高階自動(dòng)駕駛中，IMU會(huì)作為安全防線(xiàn)，保障自動(dòng)駕駛安全。

比如在隧道或者外部天氣惡劣的情況下，導(dǎo)航系統(tǒng)失效，或是激光雷達(dá)、攝像頭等傳感器失效時(shí)，IMU可以估算出行駛路徑，而保障自動(dòng)駕駛的正常運(yùn)作。隨著L3、L4等高階自動(dòng)駕駛逐漸落地，IMU也將會(huì)發(fā)揮出更重要的作用。

02. IMU的認(rèn)知誤區(qū)：精度和分辨率

客戶(hù)認(rèn)知誤區(qū)：

混淆精度和分辨率

錯(cuò)把分辨率當(dāng)精度

錯(cuò)將分辨率視為IMU性能高低的標(biāo)準(zhǔn)

IMU是新型傳感器，網(wǎng)絡(luò)上有大量關(guān)于IMU的文章，良莠不齊，以至于一些客戶(hù)被錯(cuò)誤的概念帶偏，混淆了精度和分辨率。

關(guān)于精度

精度，是傳感器測(cè)量值與真實(shí)值之間的最大差異數(shù)值，又叫測(cè)量誤差，數(shù)值越小，誤差越小。IMU集成了加速度計(jì)和陀螺儀，也可以集成了磁力計(jì)。常見(jiàn)的IMU有3軸、6軸和9軸。在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域通常不需要集成磁力計(jì)。

加速度計(jì)和陀螺儀的精度相關(guān)的指標(biāo)有：

確定性誤差可以通過(guò)標(biāo)定和補(bǔ)償進(jìn)行修正，不確定性部分決定了IMU的精度。IMU的陀螺儀參數(shù)和加速度計(jì)參數(shù)通常會(huì)分開(kāi)列示，較為常用的指標(biāo)是零偏不穩(wěn)定性、隨機(jī)游走和噪聲密度。

對(duì)于陀螺儀來(lái)說(shuō)，零偏不穩(wěn)定性長(zhǎng)久以來(lái)被視為陀螺儀規(guī)格的絕對(duì)標(biāo)準(zhǔn)，它是描述陀螺儀性能的下限。但零偏(不)穩(wěn)定性對(duì)中高性能的慣性器件才有意義。低精度的陀螺儀，稍有旋轉(zhuǎn)，就會(huì)產(chǎn)生巨大的誤差，零偏(不)穩(wěn)定性的好壞并無(wú)多大意義。

零偏不穩(wěn)定性指標(biāo)服從正態(tài)分布，通常使用典型值（均值）和最大值（1σ）。

關(guān)于分辨率

分辨率是指引起示值改變的最小測(cè)量值，或者說(shuō)是傳感器可感受到的被測(cè)量的最小變化的能力，最小測(cè)量值與精度無(wú)關(guān)，而是人為設(shè)定的。

比如某慣性芯片的設(shè)計(jì)分辨率是256 LSB/°，意思是這款慣性芯片設(shè)計(jì)的時(shí)候把每度分成256個(gè)最小測(cè)量值（也稱(chēng)最低有效位LSB，Least Significant Bit）。

分辨率的倒數(shù)是靈敏度。還以某慣性芯片為例，靈敏度=1/256=0.0039°/LSB。同樣，靈敏度也是設(shè)計(jì)的時(shí)候人為界定的。

精度和分辨率的關(guān)系

用大家都熟知的尺子為例，講精度和分辨率之間的關(guān)系。

分辨率：一把尺子測(cè)量的分辨率是1mm，也就是說(shuō)這把尺子測(cè)量的最小刻度是1mm，如果需要測(cè)5.5mm的量程，那這把分辨率為1mm的尺子最多只能測(cè)到5mm，其中剩下的0.5mm是無(wú)法準(zhǔn)確測(cè)量。

精度：還是這把尺子，如果這把尺子的刻度是絕對(duì)準(zhǔn)確的，那么用來(lái)測(cè)量一個(gè)5mm的長(zhǎng)度，測(cè)得結(jié)果巧合也是5mm，是絕對(duì)準(zhǔn)確的；但如果這把尺子被拉長(zhǎng)100%，那么尺子的刻度是不變的，這時(shí)用來(lái)測(cè)量5mm長(zhǎng)度的時(shí)候，測(cè)得的結(jié)果就是5/12=2.5mm，精度就不準(zhǔn)了。

所以，分辨率/靈敏度不能用來(lái)衡量傳感器性能性能，精度能夠衡量傳感器的精度，而精度指標(biāo)通常是服從概率分布的。

精度決定IMU性能高低

IMU一般要安裝在被測(cè)物體的重心上，陀螺儀和加速度計(jì)是IMU的主要元件，分別測(cè)量角速度和加速度；我們說(shuō)的IMU精度其實(shí)指的是陀螺儀和加速度計(jì)等測(cè)量的參數(shù)，其數(shù)值大小直接體現(xiàn)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的精度。

陀螺儀的參數(shù)包括：零偏不穩(wěn)定性（Z軸）、零偏不穩(wěn)定性（X/Y）、全溫零偏、角度隨機(jī)游走等；加速度計(jì)的參數(shù)包括：零偏不穩(wěn)定性、全溫零偏、測(cè)量范圍、速度隨機(jī)游走等。

那么，從用戶(hù)挑選和使用傳感器的角度來(lái)看，無(wú)需考慮分辨率大小，只需看精度高低就可以了。

03. DAISCH戴世高精度IMU：下個(gè)時(shí)代的慣性測(cè)量主流傳感器

作為車(chē)規(guī)級(jí)處理器芯片和MEMS慣性元件，DAISCH戴世以專(zhuān)有的標(biāo)定工藝進(jìn)行全溫域標(biāo)定和校準(zhǔn)，符合量產(chǎn)工藝要求的快捷集成接口，優(yōu)異的全生命周期可靠性表現(xiàn)，極低的零偏噪聲和全溫域（-40°~85°）高性能運(yùn)動(dòng)感知。

IM1A作為DAISCH戴世的戰(zhàn)術(shù)級(jí)慣性測(cè)量單元(IMU)，專(zhuān)為在多種條件下實(shí)現(xiàn)高性能運(yùn)動(dòng)感知而設(shè)計(jì)，同時(shí)，針對(duì)不同客戶(hù)對(duì)精度需求的不同，戴世都做了不同型號(hào)的匹配，涵蓋高中低精度近5種型號(hào)：

IM1A2690/IM1A2685/IM1A2680/IM1A2670/IM1A2660。

汽車(chē)領(lǐng)域、工程機(jī)械、AGV、無(wú)人機(jī)、高精度導(dǎo)航等場(chǎng)景都可以用到IM1A。

IM1A提供六個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)感知，在獨(dú)特的冗余設(shè)計(jì)中集成了三軸MEMS加速度計(jì)和三軸MEMS陀螺儀，可將性能發(fā)揮到最大。在性能規(guī)格方面，IM1A具有出色的陀螺儀和加速度計(jì)零偏不穩(wěn)定性，分別為1.5°/h和25μg，可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間定位推算并保持出色的導(dǎo)航性能。

憑借非常優(yōu)越的零偏不穩(wěn)定性，DAISCH戴世IMU的航跡推算性能可以在任何環(huán)境下發(fā)揮出最佳效用。