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”,慣性傳感器將其數據與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。
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