车载传感器之陀螺仪的前世今生
陀螺仪，是一种用来感测与维持方向的装置，能够输出姿态角度、加速度等信号。
陀螺仪自从19世纪中期被发明之后，经历了漫长的演化革新过程，现在已经遍布于生活的各个领域，手机、游戏手柄，汽车、以及卫星、导弹，凡是需要姿态检测的系统都能见到它的身影。
机械陀螺仪的基本结构/焉知自动驾驶
陀螺仪的进化
最早的陀螺仪都是机械式的，里面真有高速旋转的陀螺，而机械器件对加工精度有很高的要求，且对震动较为敏感，因此以机械陀螺仪为基础的导航系统精度一直都不太高。
机械陀螺仪/搜狐
随着物理学的进步，激光陀螺仪、光纤陀螺仪以及微机电陀螺仪（MEMS）相继出现。
机械陀螺仪：依靠陀螺的定轴性，对旋转进行测量。但体积大，维护成本高，已经被逐步淘汰。
光纤陀螺仪：利用激光的萨格纳克效应和干涉原理，对光纤绕组平面内的转动角速度进行测量。其测量精度高，但价格昂贵。
激光陀螺仪：通过算光程差计算角速度，精度高，价格高昂。
MEMS陀螺仪：利用振动部件在旋转体系中的科里奥利力，测量旋转角速度。体积小，成本低，但精度低。
MEMS（微机电系统,Micro-Electro-Mechanical System）陀螺仪是目前应用最广泛的消费级陀螺仪。它将多轴陀螺仪集成在一片微小的芯片上，达到了极高的集成度，从而大量应用于消费电子产品，例如手机、游戏机、无人机、汽车应用等。
iPhone中的三轴MEMS陀螺仪/焉知自动驾驶
在车载端，高档汽车中大约采用25至40只MEMS传感器，用来检测汽车不同部位的工作状态，给行车电脑提供姿态与速度信息以便更好控制汽车。在导航应用上，现在网络和GPS已经能比较准确地实现导航效果，但在隧道或高大建筑物没有GPS讯号时，可以通过陀螺仪来测量汽车的偏航或直线运动位移，保持导航的准确性。
在汽车应用中，MEMS陀螺以其紧凑的体积和低廉的价格用于车身稳定控制、导航等辅助驾驶功能，而光纤陀螺则靠精准的测量结果用于自动驾驶中，为各种自动驾驶应用提供定位基准。
博世公司出品的一款车用多轴陀螺仪/焉知自动驾驶
自动驾驶中的陀螺仪
在自动驾驶或无人驾驶应用中，对车辆的位置、姿态的测量有着更高的要求，其误差通常需要保持在10到20厘米以内。为了满足这样的设计要求，光纤陀螺仪常和加速度计、GPS一起，给出车辆的高精度定位结果。这样一整套设备被称为“组合导航”系统，包括GPS天线，GPS接收/解算装置，惯性测量单元（加速度计+陀螺仪），通讯模块等。高精度的光纤陀螺仪不仅可以提供精确的车辆航向角信息，而且可以在GPS信号受到干扰，甚至完全丢失的情况下，持续提供车辆位姿的估计，并在一定时间内保持精确度。
高精度组合导航可以在没有其他环境感知设备的情况下，对车辆进行厘米级精度的绝对定位，并给出车辆在地球坐标系中的经纬度坐标。组合导航设备给出的高精度定位结果，在自动驾驶系统中有着重要作用：
直接使用定位结果，作为感知融合，行车决策，车辆控制等算法的依据
高精度定位结果作为其他定位方法（如激光点云匹配法）的参考与验证
高精度地图的采集与制作
在高精地图应用中，组合导航设备一般安装在数据采集平台上，与其他传感器，如激光雷达、摄像机等，形成刚性连接。在自动驾驶应用中，组合导航一般安装在车体内部，与车身钢架形成刚性连接。一个典型的安装方法是将其固定在车辆后轴中心的车架上。因为车辆行驶中，后轴中心的侧向速度最小，轨迹也最平滑。
百度高精地图采集车上的组合导航SPAN-CPT/焉知自动驾驶
安装在汽车后备箱中的惯性测量单元/焉知自动驾驶