I sensori MEM a sei gradi di libertà sono costruiti per coprire più basi di sicurezza ADAS

9 ore fa p Robin Mitchell Questa settimana, Murata ha annunciato il suo ultimo dispositivo MEMS a sei gradi di libertà (6DoF), lo SCHA600, progettato per migliorare la sicurezza dei progetti automobilistici. Il sensore inerziale infonde i suoi dati con GNSS e una serie di sensori di percezione - dalle telecamere a RADAR e LiDAR - per offrire prestazioni elevate in termini di stabilità di polarizzazione e rumore. Affinché un sistema autonomo funzioni in modo indipendente in qualsiasi ambiente, deve essere consapevole di ciò che lo circonda.
I sistemi autonomi devono rispondere rapidamente a un ambiente in rapido cambiamento. Se, ad esempio, un'auto deve fermarsi improvvisamente, l'automobile autonoma dietro di essa deve riconoscere la rapida decelerazione e intraprendere azioni evasive, che si tratti di frenata di emergenza o cambio di corsia. Le specifiche di questo nuovo sensore inerziale MEMs possono far luce su una dimensione interessante della tecnologia ADAS: 6DoF.
Murata sostiene che ci sono stati quattro stadi della tecnologia dei veicoli che progrediscono verso una guida completamente autonoma: assistenza alla guida, automazione parziale, automazione condizionale e alta automazione. Queste fasi coinvolgono una gamma di dispositivi a vari livelli: telecamere, RADAR, ultrasuoni, LiDAR e posizionamento GPS. Ma non tutti questi dispositivi spiegano i sei gradi di libertà o la capacità di un dispositivo di misurare il movimento lungo tre assi lineari perpendicolari ruotando attorno a ciascuno di essi.
Ad esempio, le telecamere sono limitate nella misurazione della percezione della profondità. Altre tecnologie come LiDAR sono utili per il rilevamento di oggetti ma non sono ideali per un posizionamento preciso. Inoltre, la risoluzione del GPS è troppo piccola per sapere con precisione su quale lato della strada si trova un veicolo.
L'utilità del GPS diminuisce significativamente quando si considerano le aree di guida che non possono ricevere un segnale GPS. È qui che entrano in gioco gli accelerometri. Questi dispositivi possono determinare le forze correnti su più assi.
Da lì, gli accelerometri possono misurare l'accelerazione in ciascun asse. Questa misurazione viene quindi trasformata in una stima della velocità che, a sua volta, può essere utilizzata per determinare lo spostamento. Tale sistema può essere combinato con un GPS per creare un sistema di posizionamento accurato che utilizza l'accelerometro per produrre letture intermedie. Nel frattempo, il GPS può fornire una conferma approssimativa della velocità e della posizione. Anche allora, tre gradi di libertà - X, Y e Z - non sono sufficienti; le auto che girano in curva o che guidano su per una collina potrebbero non rilevare correttamente tale movimento con un semplice accelerometro a 3 assi. Un accelerometro a 6 gradi di libertà (6DoF) non misura solo l'accelerazione nei piani X, Y e Z.
Misura anche l'accelerazione negli assi di imbardata, beccheggio e rollio. Il movimento su questi assi potrebbe non influenzare i piani X, Y e Z. Pertanto, l'integrazione di un dispositivo MEMS in un veicolo autonomo può coprire tutti e sei i movimenti e le direzioni, producendo un risultato di posizione migliore.
Che aspetto ha un dispositivo MEM 6DoF in pratica? Un esempio viene da Murata con un dispositivo MEMS progettato per applicazioni automobilistiche critiche per la sicurezza. Integrato con GNSS e sensori di percezione, SCHA600 consente un elevato grado di autonomia del veicolo, consentendo una precisione a livello di centimetro della posizione e della dinamica del veicolo. La comunicazione dei dati con SCHA600 è ottenuta con SPI, mentre le ampie funzionalità di autodiagnostica consentono un funzionamento sicuro.
Murata afferma che il sensore conforme ISO26262 è anche qualificato AEC-Q100 per garantire che possa resistere a tutte le vibrazioni e gli urti previsti sulla strada. Il dispositivo ha anche una funzione di autotest che controlla se il sensore funziona correttamente per ogni ciclo di misurazione. SCHA600 ha un livello di rumore del giroscopio RMS inferiore a 0.
007 ° / s, una varianza Allan fino a 0,9 ° / h a temperatura ambiente e misurazione della frequenza angolare di ± 125 ° / so ± 300 ° / s a ​​seconda del applicazione scelta. Ospitato in un pacchetto SOIC IC a 18.
7 mm x 8,5 mm x 4,5 mm, l'accelerometro ha un intervallo di misurazione di ± 6 g e un intervallo di temperature di funzionamento da -40 ° C a + 110 ° C.
Applicazioni tipiche per SCHA600 include sistemi avanzati di assistenza alla guida, navigazione con calcolo dei morti e stabilizzazione della piattaforma. La capacità di misurare 6 gradi di libertà è incredibilmente importante per i sistemi completamente autonomi. I sensori inerziali 6DoF di MEM come SCHA600 di Murata non sono applicabili solo per applicazioni automobilistiche; anche i droni troverebbero utili tali dispositivi poiché sono progettati per muoversi su tutti e 6 gli assi.
Immagine caratteristica (modificata) utilizzata per gentile concessione di Murata e Honeywell Lavori con la tecnologia dei veicoli autonomi? Quali misure di progettazione adotti per garantire precisione e sicurezza? Condividi le tue esperienze nei commenti qui sotto ..