村田推出MEMS 6DoF惯性传感器

来源:仪表网
6月4日,村田制作所宣布了其新的MEMS 6DoF器件,旨在提高汽车设计的安全性。该惯性传感器通过GNSS和许多感知传感器(从摄像机、雷达和激光雷达)注入其数据,从而在偏置稳定性和噪声方面提供了高性能。

  6月4日,村田制作所宣布了其新的MEMS 6DoF(六个自由度)器件SCHA600,旨在提高汽车设计的安全性。该惯性传感器通过GNSS和许多感知传感器(从摄像机、雷达和激光雷达)注入其数据,从而在偏置稳定性和噪声方面提供了高性能。

  为了使自主系统能够在任何环境中独立运行,必须了解其周围环境,自主系统必须对快速变化的环境做出快速响应。例如,如果一辆汽车要突然停下来,不管是紧急制动还是换道,它后面的自动驾驶汽车都必须认识到快速减速并采取规避措施。

  这种新型MEMS惯性传感器的特性可以揭示ADAS技术的一个有趣的方面:6DoF——6 degree of freedom(六个自由度)。
 

自动驾驶的发展阶段 

  过去ADAS技术的缺陷

  村田认为,汽车技术已朝着完全自动驾驶的四个阶段发展:驾驶员辅助、部分自动化、条件自动化和高度自动化。这些阶段涉及不同程度的一系列设备:相机、雷达、超声、激光雷达和GPS定位。

  但并不是所有的设备都有六个自由度,也不是所有的设备都能测量沿着三个垂直的线性轴的运动,同时还围绕每个轴旋转的能力。

  例如,摄像机在测量深度感知方面受到限制;像激光雷达这样的其他技术有利于目标检测,但并不适合精确定位;此外,GPS的分辨率太小,无法精确知道车辆在道路的哪一侧,当考虑到无法接收GPS信号的驾驶区域时,GPS的实用性将显著下降。

  加速度计和6DoF

  这就是加速计作用,这些装置可以确定多个轴上的电流力,从那里,加速计可以测量每个轴上的加速度,然后将测量值转换为速度的估计值,进而可用于确定位移。这样的系统可以与GPS结合,形成一个精确的定位系统,该系统使用加速度计产生中间读数,同时,GPS可以提供速度和位置的粗略确认。

  不过,到那时,三个自由度(X、Y和Z)仍然不够,转弯或爬坡的汽车可能无法通过简单的3轴加速度计正确检测到这种运动。

平移和旋转运动相结合,形成了六个自由度。 

  而6DoF加速度计不仅可以测量X、Y和Z平面上的加速度、它还可以测量偏航、俯仰和横滚轴上的加速度。这些轴上的移动可能不会影响X、Y和Z平面,因此,将MEMS器件集成到自动驾驶汽车中可以覆盖所有六个运动和方向,从而产生更好的定位结果。

  村田推出SCHA600

  那么,MEMS 6DoF设备是什么样的?村田的一个例子就是为安全关键型汽车应用而设计的MEMS器件。与GNSS和感知传感器集成后,SCHA600可以实现高度的车辆自主性,从而实现车辆位置和动态特性的厘米级精度。

  通过SPI与SCHA600进行数据通信,同时广泛的自诊断功能可确保安全操作。村田表示,符合ISO26262的传感器也符合AEC-Q100的要求,以确保它能够承受道路上预期的所有振动和冲击。该设备还具有自检功能,可在每个测量周期内监视传感器是否正常运行。SCHA600的陀螺仪均方根噪声水平低于0.007°/s,在室温下Allan方差降至0.9°/h,角速率测量值为±125°/s或±300°/s,具体取决于所选的应用。另外SCHA600加速度计采用18.7 mm x 8.5 mm x 4.5 mm的SOIC IC封装,加速度计的测量范围为±6g,工作温度范围为-40°C至+ 110°C。

  SCHA600的典型应用包括高级驾驶员辅助系统、航位推测导航和平台稳定性,测量6个自由度的能力对于完全自主的系统非常重要。像村田SCHA600这样的MEM 6DoF惯性传感器不仅适用于汽车应用,甚至无人驾驶飞机都会发现这样的设备很有用,因为它们被设计为可以在所有6个轴上移动。

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