车辆定位面临的挑战和传感器融合技术的作用

2024-03-06

在当今快节奏的技术驱动环境中,人们期望获得准确的信息。当需要从所在位置导航到另一个位置时,人们希望获得的路线规划是基于当前的位置,而不是两个街区之外的位置。如今,无论是车辆导航系统还是共享出行等各种应用,准确的定位数据都至关重要。然而,实现准确定位并不简单,尤其是需要考虑到这些车辆或设备所处的多变环境。
依靠单一技术并不能保证在所有情况下都能获得一致的结果。传感器融合是一项突破性的定位应用技术,它结合了多种传感器的优点,以克服每种技术本身的缺点。
   传感器融合技术的定义与 定位在现代应用中的重要性
定位应用中的传感器融合是指整合多个传感器的数据,以更准确、全面地了解车辆或设备的位置或状态的过程。在 GPS 导航、自动驾驶汽车、商用机器人,甚至电动自行车和电动踏板车等移动出行领域,传感器融合技术都发挥着尤为重要的作用,它使这些系统即便在对于传统定位系统充满挑战的环境中,也能识别自身所在的位置。
移动出行应用中使用了多种类型的传感器,包括摄像头、雷达等。每种传感器都有其优点和缺点,没有任何单一传感器能够在所有环境下提供连续、可靠和准确的定位解决方案。
   传感器融合技术对当今生活有何影响?
对于消费者来说,传感器融合技术正在为车辆和智能手机带来更高效的导航和定位系统。同时,传感器融合技术还广泛应用于自动驾驶和半自动驾驶汽车、自动移动机器人(如送货机器人)等领域,并且每天都会出现新的应用场景。
   绝对定位与相对定位所需的传感器类型
那么绝对定位与相对定位有什么区别呢?顾名思义,绝对定位是根据一个固定点或已知的参考系统(例如纬度、经度和海拔)来指定您或车辆的位置——您就在这里!
与绝对定位不同,相对定位是根据先前已知的位置来估算当前的位置。航位推算是相对定位的一个典型示例,它使用初始位置、方向和速度来估算车辆或设备的新位置。
这两种方法都有其用途(和局限性),但在配合使用时都非常有效。
绝对定位传感器的类型
GNSS(全球导航卫星系统)或 GPS——最为常见于移动出行传感器融合应用 [注意:GNSS 泛指所有导航卫星系统,而 GPS 则特指美国的导航卫星系统],WiFi定位,蜂窝基站三角网定位,地磁定位,利用摄像头、激光雷达或雷达等感知手段进行地图定位,相对定位传感器类型
惯性导航定位 – 陀螺仪和加速度计,利用气压计确定相对高度,利用视觉传感器进行车道跟随,   车辆定位面临的挑战和传感器融合技术的作用
在移动出行应用方面,单独的绝对定位解决方案和相对定位解决方案会导致模糊性和不确定性。以在隧道中行驶时使用 GPS 为例,由于隧道内可能无法接收到卫星信号,导致无法进行定位,您可能会因此错过隧道内即将出现的出口。
   专注于移动出行领域的传感器融合技术解决方案
通过整合多个传感器的数据来更准确全面地了解车辆运动,TDK 正在重新定义车辆和共享出行应用定位系统的可靠性和稳健性。(*以下产品信息包括正在开发中的产品。),“显然,TDK 的传感器融合技术是提高所有定位应用的准确性和可靠性的未来发展方向,包括自主或半自主应用。传感器融合技术的目标不仅仅是提供更为精准的定位解决方案,而是提供一个既准确又可靠的解决方案,以便集成到其他导航或控制系统中。”  TDK 集团公司Trusted Positioning 董事总经理 Chris Goodall说道。
TDK Solutions       RIDE
TDK 的 RIDE 专注于为微移动共享出行服务提供商提供准确的车辆航向和位置信息,从而使公司能够有序地管理其车队。这有助于最大限度地减少踏板车和自行车被随意丢弃在人行道上,防止其阻塞人行道并造成潜在的不安全状况。同时,RIDE在监控不规范骑行、松散停靠和碰撞等用户行为方面也十分重要。
TRACK
这是能够在 GPS 信号受限区域跟踪车辆位置的高级软件。TRACK 擅长在最具挑战性的环境中管理车辆位置,例如停车场、高层建筑林立的市中心区域和隧道。TRACK 是 TDK 的惯性航位推算软件,与各种硬件、处理器和传感器配合,提供性能出色的解决方案。
AUTO
专为自动驾驶和半自动驾驶车辆以及机器人应用而设计。TDK 的 AUTO 集成了汽车级 IMU 传感器、车速传感器、高精度 GNSS 传感器和感知传感器,所有这些传感器均经过精准的同步,能够以较低的成本为轮式车辆提供更高的精度和位置完整性。
   TDK 解决方案为何与众不同    
通常,航位推算或惯性导航技术是“一刀切”的。一些公司提供针对特定传感器组合的解决方案,而集成商则被迫使用标准化的硬件,无法考虑具体的使用情况。TDK将传感器融合软件作为这项技术的核心,着重于针对每种应用提供优化的出色解决方案。TDK 针对不同用例提供特定产品,例如用于电动自行车的 RIDE、用于车辆的 TRACK 以及用于自动驾驶的 AUTO。
TDK 的软件还具有一些辅助优势,例如能够检测驾驶动态、提供防盗技术或提供拖车检测解决方案。
TDK 还与其制造业客户合作,基于客户提供的定位数据开发功能。如果客户想要整合特定的传感器或 GPS 硬件,TDK 可以根据需要调整其软件。这样就无需开发特定的硬件和集成到客户的系统中。
   汽车定位中传感器融合技术的未来发展趋势
随着软件驱动车辆(例如,由可更新软件设计和主要管理的车辆)变得更加普遍,智能移动平台功能预计会在更多领域中占据中心位置。作为全球汽车领域的革新性技术,软件驱动汽车正在逐步改变我们的驾驶方式以及与车辆的互动方式。
可以预见,像 5G 连接这样的技术将持续改进定位和导航功能,这些功能易于更新、传输和集成到未来的智能车辆中。

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