【儀表網(wǎng) 儀表新品】6月4日，村田制作所宣布了其新的MEMS 6DoF(六個自由度)器件SCHA600，旨在提高汽車設(shè)計(jì)的安全性。該慣性傳感器通過GNSS和許多感知傳感器(從攝像機(jī)、雷達(dá)和激光雷達(dá))注入其數(shù)據(jù)，從而在偏置穩(wěn)定性和噪聲方面提供了高性能。
 

　　為了使自主系統(tǒng)能夠在任何環(huán)境中獨(dú)立運(yùn)行，必須了解其周圍環(huán)境，自主系統(tǒng)必須對快速變化的環(huán)境做出快速響應(yīng)。例如，如果一輛汽車要突然停下來，不管是緊急制動還是換道，它后面的自動駕駛汽車都必須認(rèn)識到快速減速并采取規(guī)避措施。
 

　　這種新型MEMS慣性傳感器的特性可以揭示ADAS技術(shù)的一個有趣的方面：6DoF——6 degree of freedom(六個自由度)。
 

自動駕駛的發(fā)展階段
 

　　過去ADAS技術(shù)的缺陷
 

　　村田認(rèn)為，汽車技術(shù)已朝著完全自動駕駛的四個階段發(fā)展：駕駛員輔助、部分自動化、條件自動化和高度自動化。這些階段涉及不同程度的一系列設(shè)備：相機(jī)、雷達(dá)、超聲、激光雷達(dá)和GPS定位。
 

　　但并不是所有的設(shè)備都有六個自由度，也不是所有的設(shè)備都能測量沿著三個垂直的線性軸的運(yùn)動，同時還圍繞每個軸旋轉(zhuǎn)的能力。
 

　　例如，攝像機(jī)在測量深度感知方面受到限制；像激光雷達(dá)這樣的其他技術(shù)有利于目標(biāo)檢測，但并不適合精確定位；此外，GPS的分辨率太小，無法精確知道車輛在道路的哪一側(cè)，當(dāng)考慮到無法接收GPS信號的駕駛區(qū)域時，GPS的實(shí)用性將顯著下降。
 

　　加速度計(jì)和6DoF
 

　　這就是加速計(jì)作用，這些裝置可以確定多個軸上的電流力，從那里，加速計(jì)可以測量每個軸上的加速度，然后將測量值轉(zhuǎn)換為速度的估計(jì)值，進(jìn)而可用于確定位移。這樣的系統(tǒng)可以與GPS結(jié)合，形成一個精確的定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用加速度計(jì)產(chǎn)生中間讀數(shù)，同時，GPS可以提供速度和位置的粗略確認(rèn)。
 

　　不過，到那時，三個自由度(X、Y和Z)仍然不夠，轉(zhuǎn)彎或爬坡的汽車可能無法通過簡單的3軸加速度計(jì)正確檢測到這種運(yùn)動。
 

平移和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動相結(jié)合，形成了六個自由度。
 

　　而6DoF加速度計(jì)不僅可以測量X、Y和Z平面上的加速度、它還可以測量偏航、俯仰和橫滾軸上的加速度。這些軸上的移動可能不會影響X、Y和Z平面，因此，將MEMS器件集成到自動駕駛汽車中可以覆蓋所有六個運(yùn)動和方向，從而產(chǎn)生更好的定位結(jié)果。
 

　　村田推出SCHA600
 

　　那么，MEMS 6DoF設(shè)備是什么樣的？村田的一個例子就是為安全關(guān)鍵型汽車應(yīng)用而設(shè)計(jì)的MEMS器件。與GNSS和感知傳感器集成后，SCHA600可以實(shí)現(xiàn)高度的車輛自主性，從而實(shí)現(xiàn)車輛位置和動態(tài)特性的厘米級精度。
 

　　通過SPI與SCHA600進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，同時廣泛的自診斷功能可確保安全操作。村田表示，符合ISO26262的傳感器也符合AEC-Q100的要求，以確保它能夠承受道路上預(yù)期的所有振動和沖擊。該設(shè)備還具有自檢功能，可在每個測量周期內(nèi)監(jiān)視傳感器是否正常運(yùn)行。SCHA600的陀螺儀均方根噪聲水平低于0.007°/s，在室溫下Allan方差降至0.9°/h，角速率測量值為±125°/s或±300°/s，具體取決于所選的應(yīng)用。另外SCHA600加速度計(jì)采用18.7 mm x 8.5 mm x 4.5 mm的SOIC IC封裝，加速度計(jì)的測量范圍為±6g，工作溫度范圍為-40°C至+ 110°C。
 

　　SCHA600的典型應(yīng)用包括高級駕駛員輔助系統(tǒng)、航位推測導(dǎo)航和平臺穩(wěn)定性，測量6個自由度的能力對于完全自主的系統(tǒng)非常重要。像村田SCHA600這樣的MEM 6DoF慣性傳感器不僅適用于汽車應(yīng)用，甚至無人駕駛飛機(jī)都會發(fā)現(xiàn)這樣的設(shè)備很有用，因?yàn)樗鼈儽辉O(shè)計(jì)為可以在所有6個軸上移動。
 

　　(原文標(biāo)題：村田推出MEMS 6DoF慣性傳感器 為ADAS提供更多安全基礎(chǔ))