【導讀】部分或有條件的自動駕駛汽車會留下關鍵的盲點。MEMS 6DoF慣性傳感器加上GNSS、攝像機、雷達和激光雷達的組合可能是更好的選擇。
為了提高汽車設計的安全性，村田（Murata）近期發(fā)布了其最新6軸一體封裝、3D MEMS慣性力傳感器“SCHA600系列”，慣性傳感器將其數(shù)據(jù)與GNSS和許多感知傳感器(從攝像機到雷達和激光雷達)融合在一起，從而在偏差穩(wěn)定性和噪聲方面提供高性能。
要使一個自主系統(tǒng)要想在任何環(huán)境下都能獨立運行，就必須對周圍的環(huán)境有所了解。自主系統(tǒng)必須對快速變化的環(huán)境作出快速反應。例如，如果一輛汽車突然停車，它后面的自動駕駛汽車必須認識到快速減速并采取規(guī)避行動。
這種全新MEMS慣性傳感器的規(guī)格說明了ADAS的一個新技術:6DoF。
ADAS技術缺陷
村田認為，汽車技術發(fā)展到完全自動駕駛，即駕駛員輔助駕駛，部分自動化，有條件自動化和高自動化的四個階段。這些階段涉及一系列不同程度的設備:攝像頭、雷達、超聲波、激光雷達和GPS定位。
但并不是所有的這些設備都能滿足6個自由度的要求，也不是所有的設備都具有在繞著三個垂直的直線軸旋轉的同時測量運動的能力。
例如，相機在測量深度感知方面是有限的。其他技術，如激光雷達，對目標探測很好，但并非理想的精確定位選擇。此外，GPS的分辨率太小，無法準確地知道車輛在道路的哪一邊。當考慮到駕駛區(qū)域無法接收到GPS信號時，GPS的實用性會大大下降。
加速度計和六個自由度
加速度計的作用是可以在多個軸上確定當前的力。加速度計可以測量每個軸上的加速度。這種測量然后轉化為速度的估計，反過來，可以用來確定位移。這樣的系統(tǒng)可以與GPS相結合，創(chuàng)建一個使用加速度計產生中間讀數(shù)的精確定位系統(tǒng)。同時，GPS可以提供速度和位置來進行粗略計算。
即使這樣，三個自由度——X、Y和Z仍然不夠用;汽車轉彎或爬坡時，簡單的三軸加速度計可能無法正確探測到這種運動。
但是一個6自由度(6DoF)加速度計不僅僅測量X、Y和Z平面上的加速度。它還可以測量偏航、俯仰和滾轉軸的加速度。
平動和旋轉運動結合起來形成6個自由度
在這些軸上的運動可能不會影響X、Y和Z平面。因此，將MEMS設備集成到自動駕駛車上，可以覆蓋所有六種運動和方向，產生更好的位置結果。
SCHA600
一個6自由度的MEMS設備在實際中是什么樣的?Murata的新款MEMS設備是為汽車安全關鍵應用而設計。當與GNSS和感知傳感器集成后，SCHA600可以實現(xiàn)高度的車輛自主，使車輛的位置和動力學精確到厘米級。
與SCHA600的通信是通過SPI實現(xiàn)的，同時廣泛的自我診斷特性允許更安全操作。村田表示，本6軸慣性力傳感器可同時符合iso26262和AEC-Q100標準，以確保它能夠承受道路上可能出現(xiàn)的所有振動和沖擊。該設備還具有自測功能，監(jiān)測傳感器是否在每個測量周期正確運行。
SCHA600的陀螺儀噪聲均方根水平低于0.007°/s，室溫下的阿倫方差下降到0.9°/h，角速率測量取決于所選的應用程序。
產品的特點
1. 為車載系統(tǒng)高性能化和提高設計自由度做貢獻
● 由獨家3DMEMS結構，實現(xiàn)了優(yōu)秀的偏壓穩(wěn)定性、低噪、高抗振性能
● 將3軸角速度和加速度一體封裝，能夠隨意設置
2. 自我診斷功能(3)
失效安全功能是本產品的特點，它運用參考信號進行監(jiān)控，檢測通信異常、檢驗bit錯誤的校驗以及飽和、超出額定范圍等異常信號。已取得專利的本公司的自我診斷功能可以對MEMS元件內部工作情況至整個信號電路是否正常工作進行驗證。
(3) 自我檢測異常進行診斷，并通過輸出進行通知的功能
主要技術規(guī)格
主要用途
本產品以環(huán)境條件嚴酷，需要更高性能傳感器的下列用途為對象。
● 高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）
● 自動駕駛（AD）
● 車道保持輔助系統(tǒng)（LKA）
● 航位推算法
6DoF 在ADAS中的位置
對于完全自主的系統(tǒng)來說，測量6自由度的能力非常重要。MEMS 6DoF慣性傳感器，不僅適用于汽車應用;即使是無人機也會發(fā)現(xiàn)這種裝置很有用，因為它們被設計成可以在6個軸上移動。
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