目前自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的發(fā)展正在快速推進(jìn)，然而，要實(shí)現(xiàn)2級(jí)以上的高水平自動(dòng)駕駛技術(shù)，需要采用各種技術(shù)來(lái)完成航位推算和3D定位。預(yù)計(jì)從2020年起，大量中檔車輛將配備2級(jí)系統(tǒng)，同時(shí)預(yù)計(jì)在2025年或以后，將在商用和高端車輛上安裝3級(jí)和4級(jí)系統(tǒng)。

SAE制定的清晰、簡(jiǎn)潔的自動(dòng)駕駛的等級(jí)劃分示意圖

自動(dòng)駕駛六級(jí)分類（0至5級(jí)）由美國(guó)汽車工程師協(xié)會(huì)（SAE）制定，現(xiàn)已在全球范圍內(nèi)采用。其中，3級(jí)及以上級(jí)別，可稱為真正的自動(dòng)駕駛，也就是無(wú)人駕駛。這是因?yàn)?，這些級(jí)別的車輛配備了自動(dòng)駕駛模式，無(wú)需人工控制即可駕駛。通俗地講，這種模式可讓人們將駕駛權(quán)交給車輛。

然而，從1級(jí)和2級(jí)跳躍到3級(jí)及以上級(jí)別，將面臨各種挑戰(zhàn)，其中一項(xiàng)挑戰(zhàn)就是航位推算。即使在全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）范圍之外的環(huán)境中，例如全球定位系統(tǒng)（GPS），航位推算軟件也會(huì)對(duì)來(lái)自一系列傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以計(jì)算車輛位置和運(yùn)動(dòng)，以便能夠自主導(dǎo)航到目的地，同時(shí)保持高度精確的定位。

車輛航位推算技術(shù)采用與否對(duì)比示意圖

由此，便需要進(jìn)一步發(fā)展傳感器和軟件技術(shù)來(lái)提升功能，以便將現(xiàn)有導(dǎo)航系統(tǒng)的水平提升到自動(dòng)駕駛水平。

提升自動(dòng)駕駛的另一項(xiàng)挑戰(zhàn)是，需要使用3D數(shù)字地圖對(duì)傳統(tǒng)導(dǎo)航系統(tǒng)的2D地圖進(jìn)行補(bǔ)充。而3D數(shù)字地圖，需要顯示呈現(xiàn)海拔差異的定位信息，例如與高架高速公路、多層立交橋和多層停車場(chǎng)下方地面道路相關(guān)的數(shù)據(jù)。

目前，在世界各地都正在開發(fā)和建立三維數(shù)字地圖（或稱3D動(dòng)態(tài)地圖），這種地圖不但能顯示3D定位數(shù)據(jù)，還能顯示各種動(dòng)態(tài)變化因素，例如交通信號(hào)、行人和附近的車輛。隨著5G技術(shù)的推出和商用，該技術(shù)預(yù)計(jì)將在不久的將來(lái)初具規(guī)模。

而在與航位推算所需的機(jī)載傳感器中，由加速度傳感器和陀螺儀傳感器組成的運(yùn)動(dòng)傳感器尤為重要。由于彎道、坡度和車道變化等因素的影響，車輛行進(jìn)方向和朝向也會(huì)不時(shí)發(fā)生變化；加速度傳感器和陀螺儀傳感器可以檢測(cè)到這些車輛行進(jìn)方向和朝向的變化。

對(duì)此，目前，很多傳感器廠商都會(huì)選擇利用MEMS制造技術(shù)，將三軸加速度傳感器與三軸陀螺儀傳感器封裝在一起，組成六軸慣性運(yùn)動(dòng)傳感器，進(jìn)行精確的航位推算，以較高精度測(cè)量及維護(hù)車輛位置，甚至協(xié)助在GNSS信號(hào)范圍外及信號(hào)中斷時(shí)進(jìn)行自動(dòng)駕駛，從而支持自動(dòng)駕駛車輛的高精度慣性定位。同時(shí)，還會(huì)融入MEMS氣壓傳感器技術(shù)，檢測(cè)海拔差異數(shù)據(jù)，通過(guò)與3D動(dòng)態(tài)地圖獲得的數(shù)據(jù)相對(duì)比，進(jìn)行傳感器融合處理后，可實(shí)現(xiàn)高精度的3D定位。