在选择自动驾驶汽车时，了解其自动化等级以及传感器如何工作至关重要。这些车辆通常分为不同的自动化等级，从L0到L5，每个等级都有其特定的功能和要求。

L0代表无自动化，即完全依赖驾驶员的控制，没有任何自动驾驶辅助功能。相反，L1提供一些基础辅助，如定速巡航和车道偏离预警，而L2则实现了部分自动化，可以同时进行横向和纵向控制。

在特定条件下，L3有条件地允许车辆自行操作，但仍然需要驾驶员随时准备接管。而在限定区域内的高度自动化是L4的范畴，这种模式不需要驾驶员干预。在完全无人操作的情况下，即使没有驾驶位，车辆也能安全运行，这就是最高级别的完全自动化——L5。

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，并提供路况、障碍物等信息；而人工智能则负责决策和控制，以确保行驶安全性与高效率。

惯性传感器、加速度计及角速度陀螺仪作为汽车“内耳”，长期以来一直参与着汽车稳定性气囊系统中的基本任务。它们能够独立探测到车辆运动，无需其他输入，就可以打开安全气囊或防止侧翻。此外，它们决定了汽车是否能保持在设置轨道上行驶。

现在常见的车载惯性传感组件可以测量某方向运动状态，而惯性测量单元（IMU）是一个嵌入三轴线性加速度计、三轴角速度陀螺仪模块，可测六个自由度。这使得IMU能够捕获全面的空间运动状态，并且通过精确校准消除温度漂移后，与扩展卡尔曼滤波算法结合，在短时间内对位置进行精准估计，不依赖额外数据。此外，它还可融合轮胎速度与角度信息，以提高定位精度。

最新一代高级驱动辅助系统（ADAS）及完全自主运输需求更高精度IMU来预测车辆运动以确定实时位置。在这些先进系统中，IMU信息与GPS接收器甚至视觉传感器相结合，不断更新位置信息，然后输入中央计算模块。这被称作惯性的导航系统（INS）。

GPS接收器虽然不能独自提供连续不间断的高精度位置，但通过卫星信号可达到几米之内。当环境适宜时，每行10英尺左右更新一次位置；但当遇到隧道或城市天花板遮挡信号无法正常工作时，则需依靠IMU推算位置，其误差随时间增加。此时，对于保证10-30厘米范围之内的地面交通应用，一些军用/研究型MEMS IMU性能足够，但价格远超消费市场接受能力，因此开发者采用基于微机电系统（MEMS）的加速度计及陀螺仪以满足成本要求，同时努力提升性能至消费市场所需水平：BI 陀螺仪偏置不稳定为5°/h、ARW 为0.5°/√h，加速度BI 在10?g 范围内。一旦技术突破达到1°/h BI 和0.1°/√h ARW 的指标，将满足高级别自主运输所需性能。不过，在穿越隧道或地下通道期间，即便是最先进MEMS IMU，也难以保持小于10 cm 的位置精度，这就成为另一个挑战点：

除了上述问题外，还有振动或者瞬态加速会导致MEMS结构硅微针粘连，因为范德瓦尔斯力现象。一旦粘连很难分开，而且设备无法像半导体那样通过上电循环解决问题。尽管消费市场可能容忍基于MEMS陀螺仪/加速度计故障率，但是否能满足低故障率使用寿命需求将是另一大考验。

每个人都期待着早日实现交通领域里程碑式发展—让道路更加安全、高效，让我们的停车场空出更多宝贵空间。但目前全球数万名工程师正在致力于开发新一代传感技术，以促进这一目标实现。INS导航技术及其相关成果，是确保这项革命性的交通工具安全有效运行不可或缺的一环。