MEMS内置六个自由度传感器以提高自动驾驶安全性

为了使ADAS(自动驾驶)在任何环境中独立运行,必须了解其周围环境。自动驾驶系统必须对迅速变化的环境做出快速响应。

  惯性传感器通过GNSS和许多感知传感器(从摄像机到RADAR和LiDAR)注入其数据,以在偏置稳定性和噪声方面提供高性能。

  为了使ADAS(自动驾驶)在任何环境中独立运行,必须了解其周围环境。自动驾驶系统必须对迅速变化的环境做出快速响应。例如,如果汽车要突然停车,那么身后的自动驾驶汽车必须识别出快速的减速并采取规避措施,无论是紧急制动还是换道。

  而这需要用到感知覆盖面更广的MEMs惯性传感器,有趣的是它内置六个自由度传感器(6DoF)。

  过去的ADAS技术的缺点

  汽车技术已经朝着全自动驾驶发展了四个阶段: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。

  自动驾驶的阶段

  但是,并非所有这些设备都具有六个自由度,或者不是一个设备能够测量沿三个垂直线性轴的运动同时还围绕每个轴旋转的能力。

  例如,相机在测量深度感知方面受到限制。诸如LiDAR之类的其他技术也可用于物体检测,但不适用于精确定位。另外,GPS的分辨率太小,无法精确地知道车辆在道路的哪一边,且当考虑无法接收GPS信号的驾驶区域时,GPS的实用性将大大下降。

  加速度计和六个自由度

  这就是加速度计的用处。这些设备可以确定多轴上的当前力。从那里,加速度计可以测量每个轴上的加速度。然后将该测量结果转换为速度估算值,然后可以将其用于确定位移。这样的系统可以与GPS结合使用,以创建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。

  即使到那时,三个自由度(X,Y和Z)还是不够的。转弯或上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。

  6自由度(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。

  平移和旋转运动相结合,形成了六个自由度

  这些轴上的运动可能不会影响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。

  6DoF在ADAS中的位置

  测量6个自由度的能力对于完全自治的系统非常重要。

  MEMS 6DoF惯性传感器不仅适用于汽车应用,甚至无人驾驶飞机也非常需要这种设备,因为它们被设计为可以在所有6个轴上移动。

  除了自动驾驶外,6DoF在无人机、工业控制、VR/AR等领域也发挥重要的作用。

  例如集成了3轴MEMS加速度传感器和陀螺仪,具有6DoF(6自由度)检测能力的传感器,可满足对工业“移动物联网(IoMT)”的需求以及对精确定位(例如机器导航和稳定器)的需求。即使存在诸如湍流,振动,风或温度之类的环境干扰,也可以准确地检测到设备的运动,从而可以提高导航和引导的准确性。

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传感器大佬

比易烊千玺帅一点点的传感器从业者。