项目六：认识与应用组合导航

卫星导航系统及定位技术智能汽车传感器应用技术思考讨论题（2分钟）一、课程导入你知道卫星定位系统有哪些类型吗？各个定位系统又有什么特点？课程导入导航发展历程卫星定位及导航技术总结智能网联汽车中的卫星定位及导航二、导航发展历程古代人们在夜空中的利用北极星恒定在北方方位的特性来判知东西南北，借助日月星辰判断海上航行的方向。在航海中，人们使用一种测角仪，测量从水天线到星星的仰角，将测量的结果和早已测定好的“过洋牵星图”比较，就可以知道船只在海中的大概位置。课程导入导航发展历程卫星定位及导航技术总结智能网联汽车中的卫星定位及导航北极星定位示意图二、导航发展历程中国古代先人在长期的实践中有了对磁石磁性的认识，发明了指南针（司南）。主要组成部分是一根装在轴上的磁针，磁针在天然地磁场的作用下可以自由转动并保持在磁子午线的切线方向上，磁针的南极指向地理南极(磁场北极)，利用这一性能可以辨别方向，指南针应用于航海是世界航海史上的一项划时代的创举。指南针（司南）课程导入导航发展历程卫星定位及导航技术总结智能网联汽车中的卫星定位及导航二、导航发展历程无线电导航是通过接收沿岸放置的导航台中较近的两户导航台同时发来的无线电信号，根据这两个导航台发出信号到达舰艇的时间差计算出这两个导航台与船只之间距离差，从而测出船位，这是无线电导航的基本原理。后来又将测时差改为测信号电磁波的相位差，提高了导航精确度和导航距离。无线电导航定位示意图课程导入导航发展历程卫星定位及导航技术总结智能网联汽车中的卫星定位及导航二、导航发展历程雷达导航是依靠雷达荧光屏上目标显示的变化情况来引导航行的，由天线、发射机、接收机、显示器、电源所组成，也是用无线电来测定目标方位和距离的。当雷达的发射机发射出的电波遇到障碍后，就被反射回来，接收机接收到信号后，便在显示器的荧光屏上显示出来。然后，通过一系列复杂的计算便可测出目标的方位和距离。雷达导航定位示意图课程导入导航发展历程卫星定位及导航技术总结智能网联汽车中的卫星定位及导航二、导航发展历程全球卫星导航系统（theGlobalNavigationSatelliteSystem）目前已广泛应用于各种领域，能在地球表面或近地空间的任何地点为用户提供全天候的三维坐标和速度以及时间信息的空基无线电导航定位系统，一般民用导航精度能够精确到米级。常见的全球卫星导航系统有美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的GALILEO、和中国的BeiDou四大卫星导航系统，区域卫星导航系统有日本的QZSS和印度的IRNSS。卫星导航定位示意图课程导入导航发展历程卫星定位及导航技术总结智能网联汽车中的卫星定位及导航二、导航发展历程GPS卫星导航系统（GlobalPositioningSystem），由28颗卫星(其中4颗备用)组成，采用4星定位，军民两用，分布在6条交点互隔60度的轨道面上，距离地面约20000千米。已经实现单机导航精度约为10米，综合定位精度可达厘米级和毫米级。但民用领域开放的精度约为10米。由于GPS定位技术涉及军事用途，美国限制非特许用户利用GPS做高精度定位。2.1GPS卫星导航系统格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS：GLOBALNAVIGATIONSATELLITESYSTEM），由28颗卫星(其中4颗备用)，采用3星定位，精度比GPS低，军民两用。导航精度在0.3米左右，但民用领域开放的精度约为10米。2.2GPS格洛纳斯卫星导航系统课程导入导航发展历程卫星定位及导航技术总结智能网联汽车中的卫星定位及导航二、导航发展历程伽利略卫星导航系统（Galileo：Galileosatellitenavigationsystem），由欧盟研制和建立的全球卫星导航定位系统，计划30颗卫星(其中3颗备用)，采用3星定位，专门为民用，卫星轨道位置比GPS略高，离地面高度24126千米。定位误差不超过1米。伽利略提供的公开服务定位精度通常为15～20米和5～10米两种档次。公开特许服务有局域增强时能达到米级，商用服务有局域增强时为厘米级。2.3伽利略卫星导航系统北斗卫星导航系统（BDS：BeiDouNavigationSatelliteSystem），由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成，采用双星定位，军民两用，定位精度约10米。2.4北斗卫星导航系统课程导入导航发展历程卫星定位及导航技术总结智能网联汽车中的卫星定位及导航三、卫星定位及导航技术在卫星定位技术是利用人造地球卫星进行点位测量的技术，GPS全球定位系统是一个由覆盖全球的28颗卫星组成的卫星系统。系统可以保证在任意时刻，地球上任意一点都可以同时观测到4颗卫星，以保证卫星可以采集到该观测点的经纬度和高度，以便实现导航、定位、授时等功能。这可以用来引导飞机、船舶、车辆以及个人，安全、准确地沿着选定的路线准时到达目的地。3.1GPS定位GPS定位示意图课程导入导航发展历程卫星定位及导航技术总结智能网联汽车中的卫星定位及导航三、卫星定位及导航技术GPS卫星定位系统由空间部分、控制部分、用户部分三部分组成。3.2GPS定位系统的组成GPS卫星定位系统组成示意图课程导入导航发展历程卫星定位及导航技术总结智能网联汽车中的卫星定位及导航三、卫星定位及导航技术要对车辆进行绝对定位，需要求岀车辆在地球上的经度、纬度和高度，利用GNSS对车辆进行定位，需要车辆在同一时间里最少能观测到4颗卫星，以获得卫星与车辆的时钟差，进而求出车辆经度、纬度、高度。3.3全球导航卫星系统GNSS(GPS、DGPS、BDS)定位技术的基本原理GPS定位技术的基本原理课程导入导航发展历程卫星定位及导航技术总结智能网联汽车中的卫星定位及导航三、卫星定位及导航技术根据差分GPS基准站发送的信息方式可将差分GPS定位分为三类，即：位置差分、伪距差分和相位差分。这三类差分方式的工作原理是相同的，即都是由基准站发送改正数，由用户站接收并对其测量结果进行改正，以获得精确的定位结果。所不同的是，发送改正数的具体内容不一样，其差分定位精度也不同。3.4GPS定位原理载波相位差分定位示意图课程导入导航发展历程卫星定位及导航技术总结智能网联汽车中的卫星定位及导航三、卫星定位及导航技术我国的北斗导航系统，其原理与美国GPS系统相比略有不同，在相关功能上有所创新，从应用的角度来说，相比GPS，北斗导航系统有着不少独特的优势。3.5北斗导航系统定位概述北斗导航系统课程导入导航发展历程卫星定位及导航技术总结智能网联汽车中的卫星定位及导航三、卫星定位及导航技术手机定位的途经可以从GPS、基站信息、WiFi信息以及蓝牙Beacon、加速度传感器信息获取，每一种定位方式都有利弊。但是在传统的位置服务（LBS）开发过程中，开发者需要自己设定定位的方式，以针对不同的使用场景。另外，基于GPS和基站定位的耗电量较大，这也限制了定位功能的使用场景。融合定位技术融合了目前市面上的所有定位方式，包括GPS、基站定位、Wifi定位、蓝牙定位以及传感器定位，可谓定位技术集大成者。在国内，这种融合定位技术的实现，主要是通过第三方的位置服务厂商（例如：高德）与手机芯片厂商进行合作，从而在手机硬件和系统层次集成融合定位技术。3.6融合定位技术（FLP）概述课程导入导航发展历程卫星定位及导航技术总结智能网联汽车中的卫星定位及导航三、卫星定位及导航技术1、导航的分类（1）自主式导航不需要外部辅助，譬如惯性导航、多普勒导航和天文导航等。（2）非自主式导航需要有关的地面或空中设备配合完成，如无线电导航、卫星导航。3.7导航系统的认知课程导入导航发展历程卫星定位及导航技术总结智能网联汽车中的卫星定位及导航三、卫星定位及导航技术2、导航系统导航系统是能提供导航参数并能实现导航任务的系统。早期导航系统主要由功能单一的仪表组成，当前导航系统是由各种传感器构成的高精度多功能系统，提供载体运动的空间六自由度（三维位置和三维角度）参数来确定一个物体在三维空间的位置和姿态。3.7导航系统的认知导航系统示意图课程导入导航发展历程卫星定位及导航技术总结智能网联汽车中的卫星定位及导航三、卫星定位及导航技术3、导航系统的工作状态导航系统有指示导航和自动导航两种工作状态。（1）指示导航状态导航设备提供的导航信息仅供驾驶员操纵和引导载体用，则导航系统工作为指示状态，在指示状态下，导航系统不直接对载体进行控制。（2）自动导航状态导航系统直接提供信息给载体的自动驾驶控制系统，由自动驾驶系统操纵和引导载体，则导航系统工作于自动导航状态。在这两种工作状态下，导航系统的作用都只是提供导航参数，“导航”的含义也侧重于测量和提供参数。3.7导航系统的认知课程导入导航发展历程卫星定位及导航技术总结智能网联汽车中的卫星定位及导航四、智能网联汽车中的卫星定位及导航1、绝对定位绝对定位是指通过GNSS实现，通过卫星获得车辆在地球上的经度、纬度、海拔高度和航向信息。2、相对定位相对定位是指以车辆的初始位置为参考点，获得一段时间后，车辆相对于初始位置的距离和方向，通常通过惯性导航系统（INS）实现。3、组合定位组合定位也就是这两种方式都采用，可以获得车辆的绝对位姿和相对位姿，使定位系统更精确可靠。4.1智能网联汽车定位三种类型课程导入导航发展历程卫星定位及导航技术总结智能网联汽车中的卫星定位及导航四、智能网联汽车中的卫星定位及导航智能网联汽车的定位，是一种比通常的导航定位系统精度更高的定位，它不再是精准到米，而是精准到厘米。车辆通过全球导航卫星系统GNSS（全球定位系统GPS、北斗卫星定位系统BDS）、惯性导航系统INS和激光雷达等，获取自身的位置和航向信息，为智能网联汽车的路径规划和决策控制提供依据。4.2导航和定位系统在智能网联汽车中的作用智能网联汽车定位方式课程导入导航发展历程卫星定位及导航技术总结智能网联汽车中的卫星定位及导航四、智能网联汽车中的卫星定位及导航智能网联汽车细分的定位技术有全球定位系统GPS、差分全球定位系统DGPS、北斗卫星导航定位系统BDS、惯性导航系统INS和激光雷达定位五种，其中前三种都是通过卫星来实现定位。4.1智能网联汽车定位三种类型智能网联汽车定位技术课程导入导航发展历程卫星定位及导航技术总结智能网联汽车中的卫星定位及导航五、总结1.雷达导航是依靠雷达荧光屏上目标显示的变化情况来引导航行的，由天线、发射机、接收机、显示器、电源所组成；2.常见的全球卫星导航系统有美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的GALILEO、和中国的BeiDou四大卫星导航系统；3.GPS卫星定位系统由空间部分、控制部分、用户部分三部分组成；4.融合定位技术融合了目前市面上的所有定位方式，包括GPS、基站定位、Wifi定位、蓝牙定位以及传感器定位，可谓定位技术集大成者；5.北斗卫星导航系统（BDS：BeiDouNavigationSatelliteSystem），由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成，采用双星定位，军民两用，定位精度约10米；6.导航的分为自主式导航和非自主式导航。课程导入导航发展历程卫星定位及导航技术总结智能网联汽车中的卫星定位及导航IMU/GNSS组合导航智能汽车传感器应用技术思考讨论题（2分钟）一、课程导入20世纪60年代末期，车载导航定位系统概念才被提出来。在20世纪90年代时期，随着GPS的建立，车载导航定位系统才走进民用领域并得以普及。由于GPS能全天候、全时段为全球用户提供快速而精准定位服务，这一时期车载导航定位系统得到了迅猛的发展。同时由于GPS在信号遮挡和干扰的情况下无法定位或是不可靠，出现了把GPS与其他导航定位技术组合使用的组合导航技术，组合导航技术的作用是什么呢？定位系统课程导入组合导航系统惯性导航系统组合导航在智能汽车上的应用总结二、组合导航系统2.1组合导航系统的定义组合导航技术一般指的是采用两种或两种以上具有测量特性优势互补的导航系统对同一信息源进行测量，从而获得更高导航精度的技术。通常情况下，一种导航系统提供短时精度高的信息，另一种导航系统提供长期稳定性高的信息。采用组合导航技术的导航系统为组合导航系统（IntegratedNavigationSystem，INS）。组合导航系统课程导入组合导航系统惯性导航系统组合导航在智能汽车上的应用总结二、组合导航系统2.2组合导航系统的分类组合导航系统按照导航组合方式，常见的类型有如下几种：课程导入组合导航系统惯性导航系统组合导航在智能汽车上的应用总结GPS与惯性导航系统组合北斗与惯性导航系统组合双差分GPS与惯性导航系统组合二、组合导航系统2.3组合导航系统的优点课程导入组合导航系统惯性导航系统组合导航在智能汽车上的应用总结组合导航系统比单一的导航系统在导航精度上具有更大的优势，因为：（1）组合导航系统中各导航系统的测量性能一般是互补的，因此组合导航系统测量的导航信息精度要高于单个导航系统的测量精度。（2）组合导航系统具有导航机构冗余功能，多种导航系统可测量同一信息源，测量信息冗余能有效保证导航工作的可靠性。在多种导航系统组合中，卫星导航系统（GNSS）和惯性导航系统是各种组合导航的主要配置，是组合导航中主流的导航系统。其中，GNSS提供长期稳定性高的信息。如前文所述，采用实时动态技术的卫星导航系统（GNSS-RTK，GNSS-Real-timekinematic）可实现全球、全天候、全天时定位,且绝对位置准确，但是有一定的信号延时，且在受到遮挡时，信号丢失，无法做到定位；容易受到电磁环境干扰等。而惯性导航系统提供短时精度高的信息，弥补了GNSS的不足。而且，惯性导航系统的独特优势使其成为自动驾驶定位系统中不可替代的存在。二、组合导航系统2.4组合导航系统的功能课程导入组合导航系统惯性导航系统组合导航在智能汽车上的应用总结协合超越功能组合导航系统能充分利用各子系统的导航信息，形成单个子系统不具备的功能和精度互补功能由于组合导航系统综合利用了各子系统的信息，所以各子系统能取长补短，扩大使用范围余度功能各子系统感测同一信息源，使测量值冗余，提高整个系统的可靠性二、组合导航系统2.5组合导航系统与其他导航系统的区别课程导入组合导航系统惯性导航系统组合导航在智能汽车上的应用总结比较项目惯性导航卫星导航组合导航对卫星信号的依赖性不依赖卫星信号依赖于卫星信号无卫星信号时惯性导航系统仍能正常工作工作时的隐蔽性隐蔽性好，不受外界信息干扰易受外界干扰使用卫星导航时易受外界干扰导航定位误差随运动载体运行时间误差不断积累误差与运动载体运行时间无关惯性导航系统的误差可由卫星导航系统修正能否提供载体的姿态、航向信息可提供载体的姿态航向信息单个终端无法提供载体姿态信息能提供载体的姿态信息产品经济成本价格昂贵价格较低价格较高二、组合导航系统2.6GPS/DR组合导航定位系统课程导入组合导航系统惯性导航系统组合导航在智能汽车上的应用总结车辆航位推算（DR）是利用载体上某一时刻的位置，根据航向和速度信息，推算得到当前时刻的位置，即根据实测的汽车行驶距离和航向计算其位置和行驶轨迹。它一般不受外界环境影响，但由于其本身误差是随时间积累的，单独工作时不能长时间保持高精度。GPS/DR组合导航定位系统由GPS、及电子罗盘、里程计和导航计算机等组成。GPS/DR组合导航定位系统的组成二、组合导航系统2.6GPS/DR组合导航定位系统课程导入组合导航系统惯性导航系统组合导航在智能汽车上的应用总结GPS/DR组合导航定位系统，关键在于如何将两者的数据融合，以达到最优的定位效果。将GPS和DR的定位信息综合用于定位求解，通过卡尔曼滤波来补偿修正DR系统的状态，同时滤波之后的输出又能够为DR系统提供较为准确的初始位置和航向角，从而能够获得比单独使用任意一种定位方法都更高的定位精度和稳定性。GPS/DR组合导航定位系统数据融合三、惯性导航系统3.1惯性导航系统的定义课程导入组合导航系统惯性导航系统组合导航在智能汽车上的应用总结惯性导航系统（InertialNavigationSystem,INS）是一种利用惯性测量单元（IMU）测量载体的比力（比力是指相对于惯性坐标系，作用于单位质量物体上的除引力之外的力）以及角速度信息，结合给定的初始条件实时推算速度、位置、姿态等参数的自主式导航系统。具体来说，惯性导航系统属于一种航迹推算方式，即从一已知点的位置根据连续测得的运动载体航向角和速度推算出其下一点的位置，因而可连续测出运动体的当前位置。GPS/DR组合导航定位系统数据融合惯性导航原理图三、惯性导航系统3.2惯性导航系统的组成课程导入组合导航系统惯性导航系统组合导航在智能汽车上的应用总结惯性导航系统主要由惯性测量单元（IMU）、信号处理和机械力学编排3个模块组成。惯性导航系统实物图惯性系统主要模块三、惯性导航系统3.2惯性导航系统的组成课程导入组合导航系统惯性导航系统组合导航在智能汽车上的应用总结惯性测量单元（IMU）是惯性导航系统的核心元件，典型的惯性测量单元（IMU）包括3个相互正交的单轴加速度计（Accelerometer）和3个相互正交的单轴陀螺仪（Gyroscopes），其结构下图所示。惯性测量单元结构三、惯性导航系统3.3惯性导航系统类型课程导入组合导航系统惯性导航系统组合导航在智能汽车上的应用总结惯性导航系统主要由惯性测量单元（IMU）、信号处理和机械力学编排3个模块组成。惯性导航系统根据机械力学编排形式的不同，可分为平台式惯性导航系统（GimbaledInertialNavigationSystem，GINS）和捷联式惯性导航系统（Strap-downInertialNavigationSystem，SINS）。（1）平台式惯性导航系统是将陀螺仪和加速度等惯性元件通过万向支架角运动隔离系统与运动载体固定连接的惯性导航系统。根据建立的坐标系不同，又分为空间稳定和本地水平两种工作方式。三、惯性导航系统3.3惯性导航系统类型课程导入组合导航系统惯性导航系统组合导航在智能汽车上的应用总结①空间稳定平台式惯性导航系统的台体相对惯性空间稳定，用以建立惯性坐标系。地球自转、重力加速度等影响由计算机加以补偿。这种系统多用于运载火箭的主动段和一些航天器上。②本地水平平台式惯性导航系统的特点是台体的两个加速度计输入轴所构成的基准平面能够始终跟踪飞行器所在点的水平面（利用加速度计与陀螺仪组成舒拉回路来保证），因此加速度计不受重力加速度的影响。这种系统多用于沿地球表面作等速运动的飞行器（如飞机、巡航导弹等）。在平台式惯性导航系统中，框架能隔离运动载体的角振动，仪表工作条件较好，并且直接建立导航坐标系，计算量小，容易补偿和修正仪表的输出，但是结构复杂，尺寸大，其造价、维修费用都十分昂贵。平台式惯性导航原理框图三、惯性导航系统3.3惯性导航系统类型课程导入组合导航系统惯性导航系统组合导航在智能汽车上的应用总结（2）捷联式惯性导航系统是20世纪60年代发展起来的，将惯性测量单元（IMU）直接安装在载体而非机电平台上，以数学平台和计算机实现机电式导航平台功能的导航技术。其基本原理是将惯性测量单元直接固连在载体上，测得的都是载体坐标系下的物理量。这些元件测量出沿载体坐标系三轴的运动载体的角速度和线加速度，计算机实时计算出姿态矩阵，通过姿态矩阵把加速度计测量的载体坐标系的轴向加速度信息变换到导航坐标系。如图6.14所示是捷联式惯性导航原理框图。捷联式惯性导航原理框图三、惯性导航系统3.4惯性导航的主要不足课程导入组合导航系统惯性导航系统组合导航在智能汽车上的应用总结惯性导航定位系统主要不足在于比较大的累积误差。就像蒙着眼睛走路，走出第一步的时候，可以计算得到第一步时相对于0步位置的方向和距离，然后，再以走出第一步的位置为初始位置，再走出一步，就得到第二步相对于第一步时的方向和距离。这样一直走下去，就可以得到第N步的行走路线以及最终的方向和距离了。实际上，每走一步就不可避免的有一个微小的误差，在走了N之后，误差会累积起来，变得比较大了，如图6.17所示，人走第一步时，估计位置与实际位置还比较接近，但随着步数增多，估计位置与实际位置的差别越来越大。所以惯性导航系统，如果在短距离定位的时候，会比较准确，但是要实现长距离定位的话，定位误差就比较大。所以比较好的方法就是，将卫星定位和惯性导航定位系统结合在一起，这样就可以弥补两者的不足。如下图所示，通过GNSS的作用类似蒙着眼睛走路碰到路标后对自己的位置进行修正，IMU的作用就类似于小碎步，不断地对自己的位置进行推算，两者结合，就能保证自己的定位相对稳定和准确。三、惯性导航系统3.4惯性导航的主要不足课程导入组合导航系统惯性导航系统组合导航在智能汽车上的应用总结IMU原理定位原理GPS对IMU定位的修正三、惯性导航系统3.5惯性导航系统是组合导航中必不可少的关键部件课程导入组合导航系统惯性导航系统组合导航在智能汽车上的应用总结组合导航融合了多种导航技术以得到更高的精度和安全性。其中，惯性导航系统因其独特优势而成为各种组合导航系统（包括自动驾驶定位系统）中不可替代的存在，惯性导航系统的IMU和GPS组合定位如下图所示。（1）惯性导航系统是唯一可以输出完备的六自由度数据的设备，惯导能够计算x,y,z三个维度的平动量（位置、速度、加速度）和转动量（角度、角速度），并可以通过观测模型，推测其他传感器状态的测量值，再用预测值和测量值的差用于加权滤波。若要获得实时的姿态角、方位角、速度和位置，惯性导航系统是唯一的选择。（2）惯性导航的数据更新频率更高，可以提供高频率的定位结果输出。摄像头的帧率一般是30Hz，时间不确定性为33ms；GNSS延迟一般是100-200ms；而惯导预测状态的延迟最短只有几ms，因此可以用惯导估算并补偿其他传感器的延迟，实现全局同步。对于自动驾驶汽车来说，在行驶的时候，GNSS的延迟是100ms，摄像头拍摄环境目标时，图像实际位置和GNSS报告的位置将会出现不一致，假设汽车时速120km/h，100ms的延迟意味着3.3米的距离的延迟，此时地图和目标识别的精度再高也失去意义。而如果使用组合惯导，位置的延迟将约为2.5ms，由此导致的误差仅为0.08m，更能够保证行车的安全性。三、惯性导航系统3.5惯性导航系统是组合导航中必不可少的关键部件课程导入组合导航系统惯性导航系统组合导航在智能汽车上的应用总结惯性导航系统的IMU和GPS组合定位三、惯性导航系统3.5惯性导航系统是组合导航中必不可少的关键部件课程导入组合导航系统惯性导航系统组合导航在智能汽车上的应用总结惯性导航是定位信息的融合中心，融合激光雷达、摄像头、车身系统的信息。在L3及更高级别的自动驾驶汽车中，将引入更多的传感器来支撑系统的功能，惯性导航系统是所有定位技术中最容易实现与其他传感器提供的定位信息进行融合的主体，作为定位信息融合的中心，将视觉传感器、雷达、激光雷达、车身系统信息进行更深层次的融合，为决策层提供精确可靠的连续的车辆位置、姿态的信息，如图下所示。惯导系统作为定位信息中心融合其他模块提供的定位信息三、惯性导航系统3.6车用惯性导航系统的核心关键在算法课程导入组合导航系统惯性导航系统组合导航在智能汽车上的应用总结目前，主流的组合导航系统包括卫星导航系统（GNSS）和惯性导航系统（INS），该组合导航的核心算法框架如图下所示。惯性导航系统在自动驾驶中的应用属于起步阶段，算法的优劣决定传感器是否能发挥其最佳性能，也决定了惯性导航系统的稳定性和可靠性。车用惯性导航系统中使用的核心算法主要包括惯性导航解算算法、组合导航的卡尔曼滤波器的耦合和组合导航和环境特征信息融合3种。三、惯性导航系统3.6车用惯性导航系统的核心关键在算法课程导入组合导航系统惯性导航系统组合导航在智能汽车上的应用总结核心算法框架三、惯性导航系统3.6车用惯性导航系统的核心关键在算法课程导入组合导航系统惯性导航系统组合导航在智能汽车上的应用总结1.惯性导航解算算法以百度阿波罗的惯性导航算法为例，其原理如图6.22所示，通常分以下几步：（1）姿态更新：对陀螺仪输出的角速度进行积分得到姿态增量，叠加到上次的姿态上；（2）比力坐标转换：从IMU载体坐标系到位置、速度求解坐标系（惯性坐标系）；（3）速度更新：需要考虑重力加速度的去除，得到惯性系下的加速度，通过积分得到速度；（4）位置更新：通过速度积分得到位置。（5）重力加速度模型：重力加速度的大小随其在地球上地点的不同而略有差异，越靠近赤道越小，越靠近两级越大。三、惯性导航系统3.6车用惯性导航系统的核心关键在算法课程导入组合导航系统惯性导航系统组合导航在智能汽车上的应用总结2.基于卡尔曼滤波器组合导航的定位结果融合使用卡尔曼（Kalman）滤波器的耦合，对IMU和GNSS即点云定位结果进行融合。可分为松耦合和紧耦合两种方法。松耦合滤波器采用位置、速度量测值和解算的位置速度之差作为组合导航滤波器输入，也即卡尔曼滤波器的量测量，如图所示。松耦合简单、灵活、滤波器维数低；拥有全局最优估计精度。但是必须要有四颗可见卫星，否则GNSS无法解算出位置和速度作为滤波器输入。紧耦合的数据包括GNSS的导航参数、定位中的伪距、距离变化等，如图所示。紧耦合在可见星数目小于4时仍然可以进行量测量更新；可以检测到粗劣的GNSS测量值并移除。但是在滤波之前需要消除滤波误差，滤波器复杂。三、惯性导航系统3.6车用惯性导航系统的核心关键在算法课程导入组合导航系统惯性导航系统组合导航在智能汽车上的应用总结3.环境特征信息与惯性导航融合环境特征信息与惯性导航融合可以大大提升高精度定位系统的场景覆盖能力。通过GNSS-RTK的定位技术可以实现65%综合场景定位误差小于20cm的覆盖率，GNSS+IMU的组合惯导则可以实现85%左右的覆盖，但距离自动驾驶对定位误差小于20cm的综合场景覆盖要达到97.5%以上的要求仍有差距。而GNSS+IMU+LiDAR/CV的融合高精度定位系统可以实现使覆盖率达到97.5%以上。一种组合导航和环境感知信息融合的架构如图6.27所示，组合导航系统与环境特征信息融合将成为必然趋势。一种组合导航和环境感知信息融合的架构示意图三、惯性导航系统3.7车用惯性导航系统的核心竞争在芯片设计与封装汽车用的传感器对性能、体积、寿命要求非常高，决定了车用惯导传感器将采用MEMS技术。从长远来看，惯性导航系统的竞争力在惯性传感器芯片设计和封装能力。随着自动驾驶技术级别的提升，对MEMS惯性传感器芯片的性能要求将持续提高，如下表所示；同时随着惯性导航系统算法的不断成熟，通过算法优化来提升系统性能的空间越来越小，而对惯性传感器芯片硬件性能的依赖程度则会相应提高。汽车行业使用的MEMS传感器必须兼备高精度、长期稳定性和大批量生产的特性。MEMS惯性传感器芯片的设计、制造、封测及标定将成为惯性导航系统中比较关键的环节。指标需求L2级智能驾驶L3及以上级别自动驾驶MEMS陀螺不稳定性10°/h1-5°/hMEMS加速度计精度10mg2mg组合定位精度5m10cm惯导系统形式惯性测量单元惯性组合导航系统自动驾驶对惯性传感器芯片的基本要求课程导入组合导航系统惯性导航系统组合导航在智能汽车上的应用总结三、惯性导航系统3.7车用惯性导航系统的核心竞争在芯片设计与封装课程导入组合导航系统惯性导航系统组合导航在智能汽车上的应用总结同时对高性能、低功耗惯性器件及系统的需求，使得MEMS惯性器件朝着高精度、集成化、低成本、组合化和多功能化方向发展。2011年，惯性传感器仅和磁传感器融合，发展到2017年，惯性传感器已经演变到9轴，并且能够实现与MCU的融合。这种出现在移动终端的MEMS惯性传感器高集成化的趋势，汽车MEMS惯性传感器也在经历这种过程。对MEMS惯性传感器芯片的设计提出了更高的要求，芯片的设计能力也成核心的竞争力。MEMS惯性传感器的封装技术是决定MEMS惯性器件的性能的重要因素。MEMS陀螺仪的器件级真空封装的难点是如何降低封装应力、提高真空度以及高真空保持度。对于MEMS惯性传感器，其性能更是容易受封装的应力、真空度、气密性、隔离度等影响。例如气密性，MEMS陀螺的可靠性和稳定性受气密性影响很大，必须在稳定的气密条件下次才能可靠长期地工作。此外，MEMS封装通常需要考虑电源分配、信号分配、散热通道、机械支撑和环境保护等内容。MEMS惯性传感器高集成化的趋势，也对封装技术提出了新的要求。MEMS惯性芯片的封装技术已成为核心的技术。四、组合导航在智能网联汽车上的应用课程导入组合导航系统惯性导航系统组合导航在智能汽车上的应用总结车载GPS在日常导航过程中经过隧道、高架桥、密林小路、高楼林立的窄道等地段时，会出现GPS信号丢失、导航失灵的现象。当车辆行驶到开阔的地面环境后，GPS信号才会重新连接。而配备有组合导航系统的智能网联汽车在行驶过程中若车载GPS失去车辆的位置信息，则惯性导航系统能根据已知车辆的速度、位置、行驶路线等信息，结合加速度传感器提供的加速度，按照一定的算法可以推算出车辆的最新位置，使得车辆仍然可以在一定时间内按照正确路线正常行驶。惯性导航系统在智能网联汽车上的应用五、总结1.组合导航技术一般指的是采用两种或两种以上具有测量特性优势互补的导航系统对同一信息源进行测量，从而获得更高导航精度的技术。；2.组合导航系统按照导航组合方式，常见的类型有GPS与惯性导航系统组合、北斗与惯性导航系统组合、双差分GPS与惯性导航系统组合；3.车辆航位推算（DR）是利用载体上某一时刻的位置，根据航向和速度信息，推算得到当前时刻的位置，即根据实测的汽车行驶距离和航向计算其位置和行驶轨迹；4.GPS/DR组合导航定位系统，关键在于如何将两者的数据融合，以达到最优的定位效果；5.目前，主流的组合导航系统包括卫星导航系统（GNSS）和惯性导航系统（INS）；6.惯性导航系统主要由惯性测量单元（IMU）、信号处理和机械力学编排3个模块组成。7.惯性导航定位系统主要不足在于比较大的累积误差。课程导入组合导航系统惯性导航系统组合导航在智能汽车上的应用总结认识高精地图与自定位技术智能汽车传感器应用技术思考讨论题（2分钟）一、课程导入作为组合导航的核心组成部分，高精地图相对其它普通地图，在道路导航地图的数据及信息都具有巨大的优势。那大家知道高精地图和普通地图有哪些区别吗？高精地图课程导入高精地图的构建流程高精地图的定义高精地图的形态高精地图与智能驾驶高精地图与传统地图的区别高精地图在自动驾驶系统中的应用自定位技术高精地图图层划分总结二、高精地图的定义高精地图可以理解为高精度、高动态及多维度地图。高精地图的数据元素课程导入高精地图的构建流程高精地图的定义高精地图的形态高精地图与智能驾驶高精地图与传统地图的区别高精地图在自动驾驶系统中的应用自定位技术高精地图图层划分总结三、高精地图的形态高精地图的形态分为矢量地图和特征地图。课程导入高精地图的构建流程高精地图的定义高精地图的形态高精地图与智能驾驶高精地图与传统地图的区别高精地图在自动驾驶系统中的应用自定位技术高精地图图层划分总结四、高精地图图层划分4.1车道级路网图层

——导航规划主要是对路网精确的三维表征（可达到厘米级精度）进行描述，并存储为结构化数据，主要可分为道路数据和车道周边的固定对象信息。课程导入高精地图的构建流程高精地图的定义高精地图的形态高精地图与智能驾驶高精地图与传统地图的区别高精地图在自动驾驶系统中的应用自定位技术高精地图图层划分总结四、高精地图图层划分4.2定位图层

——车辆定位该层所包含的元素，与传感器的种类和自动驾驶车辆的应用场景相关。自动驾驶汽车定位解决方案基于视觉特征匹配定位方案基于激光雷达点云特征匹配定位解决方案基于视觉特征和激光雷达点云特征数据融合的定位方案课程导入高精地图的构建流程高精地图的定义高精地图的形态高精地图与智能驾驶高精地图与传统地图的区别高精地图在自动驾驶系统中的应用自定位技术高精地图图层划分总结四、高精地图图层划分4.3动态图层——感知和考虑当前道路及交通状况的路线规划现阶段对于高精度地图动态图层需要哪些信息要素也还没有定论，仍处于探讨研究的阶段。但动态图层包含的内容大致可分为两个方面：实时路况和交通事件。课程导入高精地图的构建流程高精地图的定义高精地图的形态高精地图与智能驾驶高精地图与传统地图的区别高精地图在自动驾驶系统中的应用自定位技术高精地图图层划分总结五、高精地图与智能驾驶高精地图为智能驾驶车辆实现高速自动巡航、智能切换车道、通过十字路口智能避障（车、行人、自行车、其他）等功能。使智能驾驶环境与高精地图内容相互融合。智能驾驶环境与高精地图内容相互融合课程导入高精地图的构建流程高精地图的定义高精地图的形态高精地图与智能驾驶高精地图与传统地图的区别高精地图在自动驾驶系统中的应用自定位技术高精地图图层划分总结六、高精地图与传统地图的区别5.1地图内容传统地图丰富程度很大。不仅有基本的道路信息，还具备地图中的各种信息点的信息，比如建筑物尺寸、数量、建筑物的用途（医院或商场）等。数据复杂且数据量大。但是驾驶员使用传统地图，它只能凭借固有的视觉和思维能力，识别行人、红绿灯、交通标志。传统地图内容课程导入高精地图的构建流程高精地图的定义高精地图的形态高精地图与智能驾驶高精地图与传统地图的区别高精地图在自动驾驶系统中的应用自定位技术高精地图图层划分总结六、高精地图与传统地图的区别5.1地图内容高精地图包括驾驶辅助信息和交通语义信息，例如道路网的精确三维表征、交叉路口的布局、道路路标位置、交通灯不同颜色的含义、指示道路的速度限制、左转车道开始的位置等。高精地图内容课程导入高精地图的构建流程高精地图的定义高精地图的形态高精地图与智能驾驶高精地图与传统地图的区别高精地图在自动驾驶系统中的应用自定位技术高精地图图层划分总结六、高精地图与传统地图的区别5.2信息描述传统地图仅含有通知驾驶员前方上坡、前方转弯、通知前方有红绿灯等简单的定性描述；而高精地图含有坡度数据、弯道曲率半径、红绿灯的经纬度、高度信息等定量描述。传统地图的定性描述高精地图的定量描述课程导入高精地图的构建流程高精地图的定义高精地图的形态高精地图与智能驾驶高精地图与传统地图的区别高精地图在自动驾驶系统中的应用自定位技术高精地图图层划分总结六、高精地图与传统地图的区别另外，在要素和属性、所属系统、用途等都有很大区别。传统地图与高精地图的区别课程导入高精地图的构建流程高精地图的定义高精地图的形态高精地图与智能驾驶高精地图与传统地图的区别高精地图在自动驾驶系统中的应用自定位技术高精地图图层划分总结七、高精地图的构建流程高精地图的构建流程课程导入高精地图的构建流程高精地图的定义高精地图的形态高精地图与智能驾驶高精地图与传统地图的区别高精地图在自动驾驶系统中的应用自定位技术高精地图图层划分总结七、高精地图的构建流程7.1采集通过摄像头、IMU、GNSS、激光雷达和毫米波雷达等传感器系统采集数据（路况）信息。课程导入高精地图的构建流程高精地图的定义高精地图的形态高精地图与智能驾驶高精地图与传统地图的区别高精地图在自动驾驶系统中的应用自定位技术高精地图图层划分总结七、高精地图的构建流程7.2分析将深度学习与SLAM技术结合，加入图像语义分割、语义地图构建等语义信息。分析过程用深度学习方法替换传统SLAM中的一个或多个模块在传统SLAM中加入语义信息端到端SLAM，智能体需要自主学习相关信息，最终输出行为信息，并根据行为信息的反馈获得信息课程导入高精地图的构建流程高精地图的定义高精地图的形态高精地图与智能驾驶高精地图与传统地图的区别高精地图在自动驾驶系统中的应用自定位技术高精地图图层划分总结七、高精地图的构建流程7.3建图通过视觉SLAM技术，建立3D高精地图。1.通过语义分割+点云重建+参数化来创建矢量地图；2.通过语义分割检测+语义重建来创建矢量地图。视觉SLAM建图课程导入高精地图的构建流程高精地图的定义高精地图的形态高精地图与智能驾驶高精地图与传统地图的区别高精地图在自动驾驶系统中的应用自定位技术高精地图图层划分总结七、高精地图的构建流程7.4融合将建图片段融合优化，提升地图完整和准确性。高精地图融合过程课程导入高精地图的构建流程高精地图的定义高精地图的形态高精地图与智能驾驶高精地图与传统地图的区别高精地图在自动驾驶系统中的应用自定位技术高精地图图层划分总结七、高精地图的构建流程7.5定位通过车体定位与建图结果匹配，完成车辆高精度定位。车体自定位主要依赖于GPS、底盘轮速计以及其它传感器的方式实现。实现过程如下：1.利用GPS定位系统确定自动驾驶车辆当前处在哪条道路上。2.根据摄像头建图的语义信息，检测的车道线（虚、实线）及道路边缘（路沿或护栏），并与高精地图提供的车道线及道路边缘做比对，进一步修正无人车的横向定位。3.根据建图的路面标志、交通标志牌、红绿灯等环境语义信息，与高精地图提供的要素做匹配，确定无人车当前的位置信息及周边环境。课程导入高精地图的构建流程高精地图的定义高精地图的形态高精地图与智能驾驶高精地图与传统地图的区别高精地图在自动驾驶系统中的应用自定位技术高精地图图层划分总结七、高精地图的构建流程7.6生成将建图与定位的数据结果加密后传送到云端数据库，解码后与全局地图匹配融合。最终完成局部地图与全局地图的更新和再加工，实现自动驾驶精确定位和导航的需求。高精地图的生成课程导入高精地图的构建流程高精地图的定义高精地图的形态高精地图与智能驾驶高精地图与传统地图的区别高精地图在自动驾驶系统中的应用自定位技术高精地图图层划分总结八、高精地图在自动驾驶系统中的应用8.1环境感知辅助（1）扩大自动驾驶车辆的感知范围高精地图可以延伸传感器的感知范围，具有超视距感知的能力，并且可以弥补车载传感器在特殊情况条件下的感知缺陷。特殊情况如下：①激光雷达在恶劣天气下效果较差，比如大雾，大雨或面对大范围的尘土；②高分辨率摄像头，在视场角窄的情况下，可以检测到很远的距离，但面对暴雨/大雪等恶劣天气，很难检测到正确的车道线、障碍物、马路牙子等信息；③前方道路交通标志模糊，摄像头无法读取信息；④前方大车遮挡，摄像头无法探测前方红绿灯的情况。课程导入高精地图的构建流程高精地图的定义高精地图的形态高精地图与智能驾驶高精地图与传统地图的区别高精地图在自动驾驶系统中的应用自定位技术高精地图图层划分总结八、高精地图在自动驾驶系统中的应用8.1环境感知辅助（2）提供先验信息高精地图可帮助车辆提前预知前方的道路、交通、基础设施等信息，帮助车载传感器缩小检测范围，车载传感器可专注于检测感兴趣区域（ROI）。既提高了车载传感器的检测精度和速度，同时又节约了其计算资源。（3）提供冗余数据①当某些传感器数据缺失时，可以利用高精地图数据进行推算；②当同一个数据有多个车载传感器数据来源时，高精度地图可以用于相互校验，校验其他传感器的可信度，提高整个系统的准确度。课程导入高精地图的构建流程高精地图的定义高精地图的形态高精地图与智能驾驶高精地图与传统地图的区别高精地图在自动驾驶系统中的应用自定位技术高精地图图层划分总结八、高精地图在自动驾驶系统中的应用8.2路径规划与决策高精地图提供先验信息给自动驾驶系统以便其做出合理的行为规划决策；例如：前方具有低速限制、人行横道或道路施工区域，高精地图能让车辆提前预知，并预先减速。低速限制人行横道道路施工课程导入高精地图的构建流程高精地图的定义高精地图的形态高精地图与智能驾驶高精地图与传统地图的区别高精地图在自动驾驶系统中的应用自定位技术高精地图图层划分总结八、高精地图在自动驾驶系统中的应用8.3高精度定位辅助高精地图对路网有精确的三维表征，并存储为结构化数据。这些结构化数据都有地理编码，自动驾驶系统通过车载GPS/IMU、Lidar或摄像头获得的环境信息与高精地图上的信息做对比分析，便可得到车辆在地图上的精确位置。高精定位辅助课程导入高精地图的构建流程高精地图的定义高精地图的形态高精地图与智能驾驶高精地图与传统地图的区别高精地图在自动驾驶系统中的应用自定位技术高精地图图层划分总结九、自定位技术9.1自定位技术的概述自定位技术能帮助智能驾驶系统更好地使用高精地图提供的信息；为智能驾驶的路径提供规划，更好地提供准确的车辆位置和信息；辅助感知系统，提供准确的检测和跟踪结果。对于智能驾驶汽车来说，对精度、鲁棒性和驾驶场景都有很高的要求。特性指标理想值精度误差均值＜10cm鲁棒性最大误差＜30cm场景覆盖场景全天候课程导入高精地图的构建流程高精地图的定义高精地图的形态高精地图与智能驾驶高精地图与传统地图的区别高精地图在自动驾驶系统中的应用自定位技术高精地图图层划分总结九、自定位技术9.1自定位技术的类型（1）GPSGPS全球定位系统，是由美国国防部研制建立的一种具有全方位、全天候、全时段、高精度的卫星导航系统。GPS在智能驾驶环境中信号较差的地方影响测量精度。影响GPS测量的误差因素如下：影响因素课程导入高精地图的构建流程高精地图的定义高精地图的形态高精地图与智能驾驶高精地图与传统地图的区别高精地图在自动驾驶系统中的应用自定位技术高精地图图层划分总结九、自定位技术9.1自定位技术的类型（2）北斗北斗卫星导航系统是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。可以在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务。2022年前后我国将建成北斗全球系统向全球提供服务。北斗卫星导航的发展历程课程导入高精地图的构建流程高精地图的定义高精地图的形态高精地图与智能驾驶高精地图与传统地图的区别高精地图在自动驾驶系统中的应用自定位技术高精地图图层划分总结九、自定位技术9.1自定位技术的类型（2）北斗目前北斗技术尚未完全成熟，还处于试用阶段，不能完全适用于智能驾驶当中。各国的定位技术分类对比如下：创建国家定位系统定位精度美国GPS10m中国北斗<10m俄罗斯格洛纳斯10~15m欧盟主导伽利略1m课程导入高精地图的构建流程高精地图的定义高精地图的形态高精地图与智能驾驶高精地图与传统地图的区别高精地图在自动驾驶系统中的应用自定位技术高精地图图层划分总结九、自定位技术9.1自定位技术的类型（3）FLPFLP融合定位技术，融合了目前市面上的所有定位方式，包括GPS、基站定位、Wifi定位、蓝牙定位以及传感器定位。FLP融合定位技术最开始应用在手机定位技术上，它具有以下特点：课程导入高精地图的构建流程高精地图的定义高精地图的形态高精地图与智能驾驶高精地图与传统地图的区别高精地图在自动驾驶系统中的应用自定位技术高精地图图层划分总结九、自定位技术9.1自定位技术的类型（4）VSLAM技术VSLAM视觉即时定位与地图创建，它是指运动物体根据传感器的信息，一边计算自身位置，一边构建环境地图的过程。VSLAM技术图课程导入高精地图的构建流程高精地图的定义高精地图的形态高精地图与智能驾驶高精地图与传统地图的区别高精地图在自动驾驶系统中的应用自定位技术高精地图图层划分总结九、自定位技术9.1自定位技术的类型（4）VSLAM技术VSLAM流程VSLAM技术优势课程导入高精地图的构建流程高精地图的定义高精地图的形态高精地图与智能驾驶高精地图与传统地图的区别高精地图在自动驾驶系统中的应用自定位技术高精地图图层划分总结九、自定位技术9.1自定位技术的类型（5）车载多传感器融合定位方案：GPS

+IMU+MMGPS/IMU/MM多传感器融合方案是使用GPS、IMU、里程计等传感器，结合高德地图的地图优势，提出了一种结合地图匹配的多传感器融合算法。它是为了解决用户反馈的以下三大痛点问题：课程导入高精地图的构建流程高精地图的定义高精地图的形态高精地图与智能驾驶高精地图与传统地图的区别高精地图在自动驾驶系统中的应用自定位技术高精地图图层划分总结十、总结1、高精地图可以理解为高精度、高动态及多维度地图。2、高精地图的形态分为矢量地图和特征地图。3、高精地图是给机器阅读的，是L3-L5级智能驾驶的重要基础设施。4、高精地图的图层按自动驾驶中所起的作用大致可以分为三层：车道级路网图层、定位图层和动态图层。5、高精地图为智能驾驶实现高速公路自动巡航、通过高速路之间的连接车道、切换车道、通过十字路口及避障（车、人、自行车、其它）等功能。6、高精地图与传统地图的区别在精度、地图内容、信息描述等。7、高精地图的构建包括采集、分析、建图、融合、定位和生成。8、高精地图在自动驾驶系统中的应用有环境感知辅助、路径规划与决策、高精度定位辅助。9、自定位技术能帮助智能驾驶系统更好地使用高精地图提供的信息；为智能驾驶的路径提供规划，更好地提供准确的车辆位置和信息；辅助感知系统，提供准确的检测和跟踪结果。课程导入高精地图的构建流程高精地图的定义高精地图的形态高精地图与智能驾驶高精地图与传统地图的区别高精地图在自动驾驶系统中的应用自定位技术高精地图图层划分总结十、总结10、自定位技术有GPS定位技术、北斗定位技术、FLP融合定位技术和VSLAM技术。11、GPS全球定位系统，是由美国国防部研制建立的一种具有全方位、全天候、全时段、高精度的卫星导航系统。12、北斗卫星导航系统是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。可以在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务。13、FLP融合定位技术，融合了目前市面上的所有定位方式，包括GPS、基站定位、Wifi定位、蓝牙定位以及传感器定位。14、VSLAM视觉即时定位与地图创建，它是指运动物体根据传感器的信息，一边计算自身位置，一边构建环境地图的过程。15、GPS/IMU/MM多传感器融合方案是使用GPS、IMU、里程计等传感器，结合高德地图的地图优势，提出了一种结合地图匹配的多传感器融合算法。课程导入高精地图的构建流程高精地图的定义高精地图的形态高精地图与智能驾驶高精地图与传统地图的区别高精地图在自动驾驶系统中的应用自定位技术高精地图图层划分总结拆装与调试IMU/GNSS组合导航智能汽车传感器应用技术思考讨论一、课程导入由于GPS信号阻塞和衰减而引起较大的定位误差，需要采用组合定位可获得较高的定位精度和可靠性以弥补单独GPS定位的不足，如何在智能网联汽车传感与感知实训系统应用实训台上装调组合导航呢？组合导航课程导入组合导航的静态调试组合导航的拆卸过程产品介绍工具设备介绍安装前的检查工作组合导航的安装过程整理清洁总结二、产品介绍CGI-210高精度组合导航2.1产品简介应用实训台目前装配的CGI-210高精度组合导航接收机，简称CGI-210，该产品采用差分定位技术与惯性导航技术，内置4G通讯模块，支持CORS差分数据接入及数据实时回传，同时具备RS232，CAN接口，内置高精度MEMS陀螺仪与加速度计，支持外接里程计信息进行辅助，可实时提供高精度的载体位置、姿态、速度和传感器等信息。课程导入组合导航的静态调试组合导航的拆卸过程产品介绍工具设备介绍安装前的检查工作组合导航的安装过程整理清洁总结二、产品介绍2.1CGI-210产品特点课程导入组合导航的静态调试组合导航的拆卸过程产品介绍工具设备介绍安装前的检查工作组合导航的安装过程整理清洁总结二、产品介绍CGI-210前面板灯2.3前面板灯介绍从左往右依次为：电源灯，组合导航指示灯，卫星灯，CORS连接灯。指示灯颜色功能电源指示灯红色上电即常亮红色组合导航指示灯绿色标定完成后达到组合导航后常亮卫星灯蓝色每隔5s闪烁1次表示正在搜星；搜到卫星之后每隔5s闪烁N次，表示搜到N颗卫星。4G信号指示灯橙色连接4G网络后常亮CGI-210前面板灯含义课程导入组合导航的静态调试组合导航的拆卸过程产品介绍工具设备介绍安装前的检查工作组合导航的安装过程整理清洁总结二、产品介绍CGI-210的4G卡槽2.4接口介绍CGI-210接口介绍DC9-36V输入线RS232CAN总线SMA接口10芯LEMO头CGI-210线束课程导入组合导航的静态调试组合导航的拆卸过程产品介绍工具设备介绍安装前的检查工作组合导航的安装过程整理清洁总结3.1设备介绍三、工具设备介绍CGI-210CGI-210线束电源输出线旋转支架GNSS天线直流可调电源usb转串口线RS232安装底板课程导入组合导航的静态调试组合导航的拆卸过程产品介绍工具设备介绍安装前的检查工作组合导航的安装过程整理清洁总结3.2工具介绍三、工具设备介绍螺丝刀套装安全帽绝缘垫无纺布数显倾角仪工作手套M3十字沉头螺丝、螺母、垫片底板固定螺栓课程导入组合导航的静态调试组合导航的拆卸过程产品介绍工具设备介绍安装前的检查工作组合导航的安装过程整理清洁总结4.1CGI-210外观检查四、安装前的检查工作CGI-210高精度组合导航表面应有光泽且平滑，为纯黑色，无油污，无残留物，无刮伤、划痕、撞伤。四周应无损伤、油漆及电镀脱落、无毛刺、无毛边等。CGI-210高精度组合导航表面课程导入组合导航的静态调试组合导航的拆卸过程产品介绍工具设备介绍安装前的检查工作组合导航的安装过程整理清洁总结4.2CGI-210针脚检查四、安装前的检查工作CGI-210高精度组合导航的针孔应无残留物，无变形。CGI-210高精度组合导航针孔位课程导入组合导航的静态调试组合导航的拆卸过程产品介绍工具设备介绍安装前的检查工作组合导航的安装过程整理清洁总结4.3CGI-210线束检查四、安装前的检查工作1.CGI-210高精度组合导航线束的针脚应与底座呈90°直角，完全贴紧底座，无偏移；2.针脚无残留物，无变形；3.线束的针孔应无残留物，无变形。CGI-210线束课程导入组合导航的静态调试组合导航的拆卸过程产品介绍工具设备介绍安装前的检查工作组合导航的安装过程整理清洁总结5.1安装组合导航1.安装前需穿戴好工作手套和安全帽。2.使用M3十字沉头螺丝（配合螺母和垫片），将安装底板安装在CGI-210高精度组合导航上，扭力为5牛米左右。五、组合导航的安装过程安装底板的安装课程导入组合导航的静态调试组合导航的拆卸过程产品介绍工具设备介绍安装前的检查工作组合导航的安装过程整理清洁总结5.1安装组合导航3.将旋转支架安装到安装底板上。五、组合导航的安装过程旋转支架的安装课程导入组合导航的静态调试组合导航的拆卸过程产品介绍工具设备介绍安装前的检查工作组合导航的安装过程整理清洁总结5.1安装组合导航4.使用底板固定螺栓将旋转支架安装到应用实训台的安装孔位上，并将CGI-210线束插接侧旋转朝向应用实训台右侧。五、组合导航的安装过程应用实训台顶端的安装孔位安装完成后的组合导航课程导入组合导航的静态调试组合导航的拆卸过程产品介绍工具设备介绍安装前的检查工作组合导航的安装过程整理清洁总结5.2组合导航线束的连接1.将usb转串口线RS232的公插头连接至CGI-210线束的RS232母插头。五、组合导航的安装过程连接RS232串口线束课程导入组合导航的静态调试组合导航的拆卸过程产品介绍工具设备介绍安装前的检查工作组合导航的安装过程整理清洁总结5.2组合导航线束的连接2.将CGI-210线束穿过应用实训台顶的圆形孔，并插接到CGI-210的POWER插接口上，将GNSS天线插接到CGI-210的GNSS插接口上，并将GNSS天线吸附放置于应用实训台顶端合适的位置。五、组合导航的安装过程

连接POWER和GNSS线束课程导入组合导航的静态调试组合导航的拆卸过程产品介绍工具设备介绍安装前的检查工作组合导航的安装过程整理清洁总结5.2组合导航线束的连接3.将usb转串口线RS232的usb端插接至应用实训台上中可用usb接口。五、组合导航的安装过程连接usb转串口线RS232的usb接口课程导入组合导航的静态调试组合导航的拆卸过程产品介绍工具设备介绍安装前的检查工作组合导航的安装过程整理清洁总结5.2组合导航线束的连接4.将应用实训台内的CGI-210相关线束用尼龙扎带整理并固定好。五、组合导航的安装过程CGI-210的布线课程导入组合导航的静态调试组合导航的拆卸过程产品介绍工具设备介绍安装前的检查工作组合导航的安装过程整理清洁总结5.2组合导航线束的连接5.将CGI-210的供电线穿过应用实训台右侧的圆形孔位，并分别对应连接到直流可调电源输出线的正负极。五、组合导航的安装过程CGI-210电源线的连接课程导入组合导航的静态调试组合导航的拆卸过程产品介绍工具设备介绍安装前的检查工作组合导航的安装过程整理清洁总结5.3CGI-210的安装调整1.将数显倾角仪放置于水平的工作台上，开机并按下ZERO进行校准。五、组合导航的安装过程数显倾角仪的校准课程导入组合导航的静态调试组合导航的拆卸过程产品介绍工具设备介绍安装前的检查工作组合导航的安装过程整理清洁总结5.3CGI-210的安装调整2.将数显倾角仪放置于CGI-210上表面的X轴和Y轴方向，分别进行横向和纵向的倾角度测量，控制倾角度偏差控制在±2度范围内，将旋转支架的锁止机构锁止稳固CGI-210的姿态，并记录好倾角度数据。五、组合导航的安装过程数显倾角仪的校准课程导入组合导航的静态调试组合导航的拆卸过程产品介绍工具设备介绍安装前的检查工作组合导航的安装过程整理清洁总结（1）连接好应用实训台前面板的直流可调电源的电源输出线，并接通电源220V电源，开启电源，调整电压为12V左右。六、组合导航的静态调试直流可调电源的电压调整课程导入组合导航的静态调试组合导航的拆卸过程产品介绍工具设备介绍安装前的检查工作组合导航的安装过程整理清洁总结（2）接通应用实训台的220V电源，开启应用实训台的电源开关，开启应用实训台的电脑，在电脑桌面打开CGI310上位机。六、组合导航的静态调试打开CGI310上位机课程导入组合导航的静态调试组合导航的拆卸过程产品介绍工具设备介绍安装前的检查工作组合导航的安装过程整理清洁总结（3）查看对应COM口。六、组合导航的静态调试课程导入组合导航的静态调试组合导航的拆卸过程产品介绍工具设备介绍安装前的检查工作组合导航的安装过程整理清洁总结查看对应COM（4）创建链接，配置串口参数（上位机和惯导通信串口参数）。①选择对应COM口。②波特率选择460800（惯导默认波特率）。③检验位、数据位、停止位不修改选择默认。④单击确认进行连接。六、组合导航的静态调试配置串口参数界面课程导入组合导航的静态调试组合导航的拆卸过程产品介绍工具设备介绍安装前的检查工作组合导航的安装过程整理清洁总结连接惯导（5）数据输出配置。①输出端口，选择COM1。②波特率选择460800，和连接时串口波特率一致。③勾选GPCHC协议。④选择频率（按需要自由选择）。⑤单击发送。六、组合导航的静态调试数据输出配置选项数据输出配置课程导入组合导航的静态调试组合导航的拆卸过程产品介绍工具设备介绍安装前的检查工作组合导航的安装过程整理清洁总结（6）查看实时可视化数据。六、组合导航的静态调试实时可视化数据课程导入组合导航的静态调试组合导航的拆卸过程产品介绍工具设备介绍安装前的检查工作组合导航的安装过程整理清洁总结（1）关闭CGI310上位机，关闭应用实训台电脑，断开应用实训台220V电源；（2）关闭直流可调电源的电源开关，并断开其220V电源；（3）拆卸CGI-210相关线束和GNSS天线；（4）拆卸旋转支架的底板固定螺栓；（5）拆卸CGI-210上的旋转支架；（6）拆卸CGI-210上的安装底板。七、组合导航的拆卸过程课程导入组合导航的静态调试组合导航的拆卸过程产品介绍工具设备介绍安装前的检查工作组合导航的安装过程整理清洁总结8.1清洁组合导航1.使用干净无纺布清洁CGI-210插接口；2.使用干净无纺布清洁CGI-210表面并把CGI-210放置于清洁的工作台上；3.清洁螺栓盒；4.清洁M3十字沉头螺丝并放置于螺栓盒内。八、整洁清理组合导航课程导入组合导航的静态调试组合导航的拆卸过程产品介绍工具设备介绍安装前的检查工作组合导航的安装过程整理清洁总结8.2整理线束1.使用干净无纺布清洁GNSS天线、CGI-210线束、usb转串口线RS232和电源输出线的插接口。2.清洁线束表面。3.捆绑线束并放置在绝缘垫上。八、整洁清理线束课程导入组合导航的静态调试组合导航的拆卸过程产品介绍工具设备介绍安装前的检查工作组合导航的安装过程整理清洁总结8.3清洁工具并整理1.使用干净无纺布分别清洁使用过的拆卸装调工具。2.检查工具是否齐全。3.将工具归位到工具盒内，再放置在绝缘垫上。八、整洁清理整理工具课程导入组合导航的静态调试组合导航的拆卸过程产品介绍工具设备介绍安装前的检查工作组合导航的安装过程整理清洁总结8.4清洁应用实训台和工作台1.使用干净无纺布清洁应用实训台表面。2.清洁工作台，并叠好无纺布放置于合适位置。3.清洁整理流程完毕，卸下安全防护用品并整理放好后离开实训区域。八、整洁清理清洁应用实训台课程导入组合导航的静态调试组合导航的拆卸过程产品介绍工具设备介绍安装前的检查工作组合导航的安装过程整理清洁总结1.组合导航前面板灯有电源灯、组合导航指示灯、卫星灯和CORS连接灯。2.安装前需要进行CGI-210外观检查、CGI-210针脚检查和CGI-210线束检查。3.直流可调电源的正负极不能相互接触。4.数显倾角仪分别要对横向和纵向的倾角度进行测量，控制倾角度偏差控制在在±2度范围内。5.配置串口时波特率选择组合导航默认波特率（460800），且在数据输出配置时波特率需与配置串口时选择的波特率保持一致。6.拆装完毕后需要清洁整理工具设备、应用实训台和工作台。九、总结课程导入组合导航的静态调试组合导航的拆卸过程产品介绍工具设备介绍安装前的检查工作组合导航的安装过程整理清洁总结IMU/GNSS的故障诊断与处理智能汽车传感器应用技术思考讨论一、课程导入当智能网联汽车上的组合导航出现故障时，我们该如何去对组合导航进行故障的诊断以及处理呢？课程导入准备工作组合导航的故障诊断组合导航的电路原理图组合导航的故障诊断流程组合导航的故障现象分析工具设备介绍系统复原及整理清洁总结组合导航二、组合导航的电路原理图智能汽车传感与感知实训系统的电路测试面板智能汽车传感与感知系统电路原理图课程导入准备工作组合导航的故障诊断组合导航的电路原理图组合导航的故障诊断流程组合导航的故障现象分析工具设备介绍系统复原及整理清洁总结二、组合导航的电路原