人物在自动驾驶汽车中如何利用传感器技术实现不同自动化等级
导语：自动驾驶技术是指通过人工智能、传感器和其他技术实现车辆在没有人为干预的情况下自主行驶的能力。自动驾驶汽车依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作，使电脑能够在没有任何人类主动操作的情况下，安全地操作机动车辆。
自动驾驶汽车通常分为不同的自动化等级，从L0到L5：
L0：无自动化，车辆完全由驾驶员操控，没有任何自动驾驶辅助功能。
L1：驾驶辅助，车辆具备一些基础辅助功能，如定速巡航和车道偏离预警。
L2：部分自动化，车辆能同时进行横向和纵向控制，如自适应巡航和车道保持辅助。
L3：有条件自动化，在特定条件下车辆可以自动驾驶，但驾驶员需随时准备接管。
L4：高度自动化，在限定区域和条件下车辆完全自動駕駛，无需驾驶员干预。
L5：完全自動駕駛，車輛在任何場景下都能自動駕駛，没有需要有人介入。
为了实现这些不同等级的自主性，我们需要核心技术包括传感器和人工智能。传感器如激光雷达(LiDAR)和摄像头用于感知周围环境，为路况提供信息;人工智能则用于决策并确保高效行走。
惯性传感器，加速度计以及角速度陀螺仪作为汽车的“内耳”，多年来一直在汽车安全气囊与稳定控制系统中执行基本任务。它们能够探测到运动状态，不需要额外输入就可独立工作，并且决定了是否采取措施以防止侧翻或减少转弯时的轮胎打滑。
现在常见的惯性传感器组件可以测量某个方向的运动状态，而惯性测量单元(IMU)作为一个嵌入了三轴线性加速度计及三轴角速度陀螺仪模块，可测量六个自由度(“6 DOF或六轴”)。IMU不仅可用于安全气囊与稳定性控制，并且可以实时跟踪计算出精准位置及方向。此外，它还能融合扩展卡尔曼滤波算法，以消除温度漂移并提高定位精度。
GPS接收器虽然不能提供连续不间断的地理位置信息，但它能够通过实时动态(RTK)等算法技术将其精确到几米之内。在高速公路上，每行10英尺左右更新一次GPS位置信息。如果IMU推算时间越长，其推算位置误差也会越大，因此要达到10～30 cm范围，即使军用IMU也有五位数价格，这对于消费者来说是不切实际的。但是市场上的MEMS IMU价格低于100美元，可以更好地迎合消费类应用需求。这一代MEMS IMU性能良好，其陀螺仪偏置不稳定性(BI)为5°/h，角度随机游走(ARW)为0.5°/√h，加速度BI在10?g范围内。此外，还有新型MEMS IMU正在努力达到陀螺仪BI接近1°/h, ARW为0.1°/√h标准，一旦达到相应水平，将满足高级别自动生成 驱动应用所需性能。不过，由于震动或高瞬时加速度会引起MEMS结构粘连，这也是开发人员面临的一个挑战。
每个人都期待着早日实现交通运输领域里程碑式发展——即使用未来的无人驾驶汽车来释放我们的宝贵空间，让道路更加安全、高效。目前，全世界工程师正致力于开发新的传感技术，以早日实现这一目标。而IMU及其相关导航技术就是确保这项科技成功的一部分关键因素之一。