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对配置的信心(容忍度)

博客2019 年 7 月 31 日

本月的博客是在最近的车展上与一名工程师进行交谈之后写下的。他们想知道为什么在创建配置文件时,我们要求用户确认测量精度。更具体地说,他们想知道为什么明明大多数人可以更精确地测量,默认精度却要设为 10 厘米?这些都是很好的问题。

背景

我们首先要澄清我们在说什么。在使用我们的其中一种惯性导航系统(INS)之前,必须将配置上传到文件中。配置是一个由 NAVconfig 程序创建并上传到您的 INS 的文件(从技术上讲,它是几个文件,但是作为一个文件保存并发送到 INS)。配置文件中包含以下相关信息:

  • 哪些功能应该被启用,系统应该如何运行?
  • 您如何将其安装在车辆以及某些组件与 IMU 存在何种关联

与测量有关的是系统的安装方式以及相对于 IMU 测量起点的天线等组件的放置位置,要求用户指定其测量公差。

公差的必要性

那么,为什么明明大多数人都可以在 1-2 毫米的误差范围内准确测量,我们却要使用 10 厘米的默认公差呢?首先,在汽车周围工作时,可能难以获得一些所需的测量值。INS 可能安装在行李箱中,比如很难看到的地方。这意味着测量 IMU 起点与安装在车顶前部的天线之间的垂直距离非常棘手。不过,即便如此,仍有理由期望某人的测量值在正确值的一到两厘米误差范围内。那么,为什么我们要使用 10 厘米的默认值呢?

例如,在定义主天线的位置时使用宽裕的公差还有另一个原因。这是因为 INS 并没有真正要求您提供准确的位置,因为它的定位精度可能比您要求的更准确。尽管这需要大量的计算,因为天线可能有很多位置。相反,系统会要求您定义一个虚构的立方体以限制其搜索范围。因此,当您在 NAVconfig 中设置天线的位置并使用默认公差 ±10 cm 时,您实际上只是将 INS 需要搜索解决方案的区域限制为一个 20 x 20 x 20 cm 的立方体。主天线与副天线(如果使用)之间的距离例外。必须尽可能精确地测量,理想情况下误差应在 3 mm 以内。

精度的必要性

那么,为什么还要担心测量结果的准确性呢?为什么不将它们全部保留为零并将公差设置为 ±5 m?毕竟,搜索范围应该足够大,以包含大多数汽车和货车,不是吗?答案是,当然可以!只需准备很长时间,这样 INS 就能达到其规定的精度。但同时,请注意不要将公差定得过分严格或过于宽松。

例如,假设您有信心将天线位置测量误差控制在 1 毫米之内。如果您将 NAVconfig 中的公差设置为 0.001 m 以内,则可以向 INS 保证天线的中心绝对位于特定 8 立方毫米空间内的某个位置。但是,假设超出这个范围,哪怕一点点。那么,在那种情况下,系统永远无法为天线找到一个好的解决方案,因为您如此相信它位于位置 x。在这种情况下,您应该再次准备等待很长时间。

对配置的信心

有了这些信息,我们希望下次创建配置时,您将有信心将公差保留为默认值,该值通常足以应付大多数测量误差。或者,如果您特别不确定,并且不介意系统花费更多时间来达到规定的输出精度,也可以始终将其略微提高。

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