惯性定位导航系统实现自动驾驶汽车

电子发烧友网报道(文/李成)惯性导航系统是一种不受电磁波干扰，不依赖外部信号就能完成自主定位的导航系统。

惯性导航系统的主要定位测量装置由加速度传感器和陀螺仪组成。其中，加速度传感器用于测量载体的惯性力，通过牛顿第二加速度定律获得被测载体的加速度值。在该系统中，陀螺仪主要用于测量载体的偏航角。通过两者的结合，惯性导航系统可以通过加速度值、时间和偏航角形成一个完整的坐标系。

惯性导航系统无需外接信号就能实现自主定位的功能，因此这种定位系统往往与GNSS配套使用，形成一套完整的组合导航方案，以弥补GNSS即使在无法接收卫星信号或卫星信号较弱的地方也能实现高精度定位的不足，实现优势互补的目的，避免因误差而引发危险事故。

截至目前，惯性导航系统已经融合了多种定位技术，并已渗透到消费电子、导航、军工、自动驾驶等领域。根据中国工业信息网预测，预计到2026年，惯性导航系统市场规模将达到482亿元。在汽车行业的影响下，自动驾驶技术正在加速普及，惯性导航系统将迎来更大的市场发展空间。近年来，国内外很多厂商都在车辆惯性导航领域积极部署，试图通过定制化、差异化的产品抢占市场。

霍尼韦尔惯性/全球导航卫星系统

霍尼韦尔是全球惯性导航产品的主要供应商之一。早在2010年，其大气惯性参考系就被空客A3xx系列客机选为标配。而且，霍尼韦尔的解决方案已经实现了智能物流、智能家居、可穿戴设备、智能汽车的覆盖。此前，霍尼韦尔发布了新一代组合惯性/GNSS导航系统HGuide N580，拓宽了霍尼韦尔在惯性导航领域的产品矩阵。

HGuide N580是一款基于惯性导航系统的装置，能够为自主车、无人机等多平台应用提供高精度、连续位置和精确姿态的导航数据。该导航系统集成了霍尼韦尔的HG4930惯性测量单元，该单元由微机电陀螺仪和加速度计组成。为了降低惯性测量单元的功耗，霍尼韦尔还采用了内部环境隔离系统的设计，以减少实际应用中常见的和不必要的输入。

HGuide N580的一体化设计不仅采用惯性测量单元，还融入GNSS作为高精度定位的备份解决方案，以提高设备的定位精度。通过两者的结合，即使在地下停车场、山区、隧道等卫星覆盖信号弱或没有的地方，也有很好的表现。同时，它还提供了双天线、多频率、多星座的RTK测量能力。

在实际应用中，HGuide N580可以输出载体的位置坐标、速度、角速度、加速度和俯仰角。在开启双天线的工作模式下，还可以接入多星座卫星信号进行航向测量和初始化。

从实际产品案例来看，霍尼韦尔的HGuide N580已经被瑞士无人机研发公司Aeroscout采用；d公司，并用于无人机如电力线巡检、地图测绘、搜救支援等。据Aeroscout总经理Christoph Eck介绍，搭载HGuide N580的无人机在进行野外探测时，即使卫星信号受阻，也能实时提供高精度的高度和位置信息，在实际使用过程中从未出现过数据采集或存储异常的相关问题。

道源电子

在国内，道源电子也有多个基于惯性导航的组合导航解决方案。同时，是国内首家通过高精度融合定位ISO 26262汽车功能安全认证的企业，并已成立

截至2021年8月，泰莱德电子的高精度综合定位系统交付已实现10W的突破，包括小鹏的P5和P7车型，均采用泰莱德电子。交付量超过10W两个月后，由红杉中国、经纬创投、高淳创投等多家机构投资。

INS570D是远东电子的高精度车载组合导航定位系统，是惯性导航技术和GNSS技术(支持RTK)的结合。惯性导航技术可以读取车辆的轮速、车速、偏航角等数据，推断车辆的当前位置。通过两种技术的融合，可以在自动驾驶的应用中进行多维实时定位。

远程电子综合定位系统通过高速隧道时的测试结果。在卫星定位模式下，由于车辆进入隧道后卫星信号较差，星点系统直接确定进入隧道前的坐标与从隧道恢复信号后再次锁定的坐标之间的直线路径作为行驶轨迹。在基于惯性导航的组合定位模式下，通过加速度计和陀螺仪的计算，最终的定位轨迹具有较高的参考价值，基于惯性导航的组合系统出隧道后的定位与卫星定位在同一轨迹上，再次印证了惯性导航定位精度的可靠性。

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惯性导航系统可以摆脱卫星信号的束缚，有效解决复杂环境下的定位问题，弥补卫星定位系统在信号较差时的定位精度问题。目前，市场上已经推出了许多集成惯性导航和卫星导航的集成定位系统，以提高定位精度并为自动驾驶汽车赋能。

原标题：未来智能汽车的标准——惯性导航系统