แนวป้องกันสุดท้ายสำหรับระบบขับเคลื่อนอัตโนมัติในด้านการกำหนดตำแหน่ง—IMU

ในด้านการขับขี่อัตโนมัติที่มีการพัฒนาอย่างรวดเร็ว ความต้องการระบบระบุตำแหน่งที่แม่นยำและเชื่อถือได้ไม่เคยเป็นเรื่องเร่งด่วนเท่านี้มาก่อน ในบรรดาเทคโนโลยีต่างๆที่มีอยู่หน่วยวัดแรงเฉื่อย (IMU)โดดเด่นในฐานะแนวป้องกันสุดท้าย โดยให้ความแม่นยำและความยืดหยุ่นในการวางตำแหน่งที่เหนือชั้น เมื่อยานยนต์ไร้คนขับนำทางในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อน IMU สามารถทำหน้าที่เป็นโซลูชันที่ทรงพลังสำหรับข้อจำกัดของวิธีการระบุตำแหน่งแบบดั้งเดิม

ข้อดีที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งของ IMU ก็คือพวกมันไม่ขึ้นอยู่กับสัญญาณภายนอก ต่างจาก GPS ซึ่งอาศัยการครอบคลุมของดาวเทียม หรือแผนที่ที่มีความแม่นยำสูงซึ่งอาศัยคุณภาพการรับรู้และประสิทธิภาพของอัลกอริทึม IMU ทำงานเป็นระบบอิสระ วิธีการแบบกล่องดำนี้หมายความว่า IMU จะไม่ได้รับผลกระทบจากช่องโหว่เช่นเดียวกับเทคโนโลยีการกำหนดตำแหน่งอื่นๆ ตัวอย่างเช่น สัญญาณ GPS อาจถูกขัดขวางโดยหุบเขาในเมืองหรือสภาพอากาศที่รุนแรง และแผนที่ที่มีความแม่นยำสูงอาจไม่สะท้อนถึงการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมแบบเรียลไทม์เสมอไป ในทางตรงกันข้าม IMU ให้ข้อมูลอย่างต่อเนื่องเกี่ยวกับความเร็วเชิงมุมและความเร่ง เพื่อให้มั่นใจว่ายานพาหนะที่ขับเคลื่อนอัตโนมัติจะรักษาตำแหน่งที่แม่นยำแม้ในสภาวะที่ท้าทาย

นอกจากนี้ ความยืดหยุ่นในการติดตั้งของ IMU ยังช่วยเพิ่มความน่าดึงดูดสำหรับแอปพลิเคชันการขับขี่อัตโนมัติ เนื่องจาก IMU ไม่ต้องการสัญญาณภายนอก จึงสามารถติดตั้งได้อย่างรอบคอบในพื้นที่ป้องกันของยานพาหนะ เช่น แชสซี การวางตำแหน่งนี้ไม่เพียงแต่ปกป้องอุปกรณ์จากการโจมตีทางไฟฟ้าหรือทางกลที่อาจเกิดขึ้น แต่ยังลดความเสี่ยงของความเสียหายจากปัจจัยภายนอก เช่น เศษซากหรือสภาพอากาศเลวร้ายอีกด้วย ในทางตรงกันข้าม เซ็นเซอร์อื่นๆ เช่น กล้อง ลิดาร์ และเรดาร์ ไวต่อการรบกวนจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าหรือสัญญาณแสงจ้า ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพ การออกแบบที่แข็งแกร่งและภูมิคุ้มกันต่อการรบกวนของ IMU ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการวางตำแหน่งที่เชื่อถือได้เมื่อเผชิญกับภัยคุกคามที่อาจเกิดขึ้น

ความซ้ำซ้อนโดยธรรมชาติของการวัด IMU ช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือให้ดียิ่งขึ้น ด้วยการรวมข้อมูลเกี่ยวกับความเร็วเชิงมุมและความเร่งเข้ากับอินพุตเพิ่มเติม เช่น ความเร็วล้อและมุมบังคับเลี้ยว IMU สามารถสร้างเอาต์พุตด้วยความมั่นใจในระดับสูง ความซ้ำซ้อนนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในบริบทของการขับขี่แบบอัตโนมัติ ซึ่งมีความเสี่ยงสูงและข้อผิดพลาดมีน้อย แม้ว่าเซ็นเซอร์อื่นๆ อาจให้ผลลัพธ์การวางตำแหน่งแบบสัมบูรณ์หรือแบบสัมพันธ์ แต่การรวมข้อมูลที่ครอบคลุมของ IMU ส่งผลให้เกิดโซลูชันการนำทางที่แม่นยำและเชื่อถือได้มากขึ้น

ในด้านการขับขี่อัตโนมัติ บทบาทของ IMU ไม่ใช่แค่การวางตำแหน่งเท่านั้น โดยสามารถใช้เป็นส่วนเสริมที่สำคัญเมื่อข้อมูลเซ็นเซอร์อื่นๆ ไม่พร้อมใช้งานหรือถูกบุกรุก ด้วยการคำนวณการเปลี่ยนแปลงทัศนคติ ทิศทาง ความเร็ว และตำแหน่งของยานพาหนะ IMU สามารถเชื่อมช่องว่างระหว่างการอัปเดตสัญญาณ GNSS ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในกรณีที่ GNSS และเซ็นเซอร์อื่นๆ ขัดข้อง IMU สามารถทำการคำนวณแบบตายตัวเพื่อให้แน่ใจว่ารถยังคงอยู่ในเส้นทาง คุณลักษณะนี้ทำให้ IMU เป็นแหล่งข้อมูลอิสระ ซึ่งสามารถนำทางในระยะสั้นและตรวจสอบข้อมูลจากเซ็นเซอร์อื่นๆ ได้

ปัจจุบัน IMU มีจำหน่ายในท้องตลาด รวมถึงรุ่น 6 แกนและ 9 แกน IMU แบบ 6 แกนประกอบด้วยมาตรความเร่งแบบสามแกนและไจโรสโคปแบบสามแกน ในขณะที่ IMU แบบ 9 แกนจะเพิ่มแมกนีโตมิเตอร์แบบสามแกนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ IMU จำนวนมากใช้เทคโนโลยี MEMS และรวมเทอร์โมมิเตอร์ในตัวเพื่อการสอบเทียบอุณหภูมิแบบเรียลไทม์ ซึ่งช่วยเพิ่มความแม่นยำให้ดียิ่งขึ้น

โดยรวมแล้ว ด้วยเทคโนโลยีการขับขี่อัตโนมัติที่ก้าวหน้าอย่างต่อเนื่อง IMU จึงกลายเป็นองค์ประกอบสำคัญในระบบกำหนดตำแหน่ง IMU ได้กลายเป็นแนวป้องกันสุดท้ายสำหรับรถยนต์ขับเคลื่อนอัตโนมัติเนื่องจากมีความมั่นใจสูง มีภูมิคุ้มกันต่อสัญญาณภายนอก และความสามารถในการป้องกันการรบกวนที่แข็งแกร่ง โดยรับประกันตำแหน่งที่เชื่อถือได้และแม่นยำIMUมีบทบาทสำคัญในการทำงานที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพของระบบขับขี่อัตโนมัติ ทำให้ระบบเหล่านี้เป็นทรัพย์สินที่ขาดไม่ได้ในอนาคตของการขนส่ง