重庆
开进地下车库、穿过隧道，或者被高楼夹在城市峡谷里，车机上的GPS信号很容易变弱甚至直接消失。对于普通导航来说，顶多是地图位置暂时不准，但对于自动驾驶来说，定位一旦“失明”，后面的路径规划和车辆控制都会受到影响。因此，车上通常不会把定位希望全部押在卫星信号上，IMU（惯性测量单元）就是其中非常重要的一套兜底方案。它不需要接收卫星信号，而是通过陀螺仪和加速度计持续测量车辆自身的运动状态。
IMU的工作方式其实很好理解。加速度计负责测量车辆在不同方向上的加速度，陀螺仪则记录车辆的角速度和姿态变化。系统把这些高频数据不断积分，再结合车辆速度、轮速等信息，就可以推算车辆“刚才往哪里走、转了多少、现在大概在哪里”。这就是惯性导航或者说航位推算的基本思路。和GPS不同，IMU属于自主测量，不依赖外部无线信号，所以车辆一旦钻进隧道，卫星信号没了，它依然能够继续工作。
但IMU也并不是万能的，最大的问题就是“越算越容易偏”。传感器哪怕只有非常微小的零偏和噪声，经过积分以后也会逐渐变成速度和位置误差。尤其是航向角一旦出现偏差，车辆跑得越远，横向位置误差可能积累得越明显。所以实际车辆不会简单地让IMU单打独斗，而是采用GNSS、IMU、轮速、摄像头、激光雷达等多传感器融合，通过扩展卡尔曼滤波等状态估计算法不断校正惯性导航结果。
这也是为什么IMU更准确的定位应该叫“兜底”，而不是“替代GPS”。在卫星信号正常时，GNSS提供绝对位置，帮助修正IMU长期积累的漂移；一旦进入隧道或者地下车库，系统检测到GNSS不可用，就暂时提高IMU以及其他局部传感器的权重，让定位结果继续往前跑。等卫星信号重新恢复后，再利用新的绝对位置对之前积累的误差进行重新校正。现在一些自动驾驶定位方案还会进一步融合视觉里程计和激光雷达里程计，用环境中的道路、车道线、建筑物和其他特征继续约束车辆位置。
所以，车载IMU真正的价值，并不是让汽车完全摆脱GPS，而是在GPS突然“掉线”的那几秒、几十秒甚至更长时间里，让车辆不会立刻失去方向感。它像是自动驾驶定位系统里的备用心跳，平时可能不显眼，关键时刻却必须一直工作。当然，IMU精度越高，成本、体积和标定要求通常也越高，低成本MEMS IMU更容易产生漂移。因此未来的车载定位不会只拼某一个传感器，而是通过IMU、GNSS、轮速、视觉、激光雷达和高精地图等信息互相校验。说到底，真正可靠的自动驾驶定位，不是保证某一个信号永远不丢，而是即使信号丢了，车辆依然有办法知道自己大概在哪里、正在往哪里走。
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