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博世高精度慣性傳感器SMU2xy

2021-09-15 20:31:39·  來(lái)源：博世汽車電子事業(yè)部  
　
從大哥大到智能手機(jī)，從死亡原相機(jī)到一鍵換裝，從掃蕩服裝店到清空購(gòu)物車......隨著科技的發(fā)展，我們生活的方方面面都呈現(xiàn)了越來(lái)越智能化的趨勢(shì)。近十年來(lái)，物聯(lián)
從“大哥大”到智能手機(jī)，從“死亡原相機(jī)”到一鍵換裝，從掃蕩服裝店到清空購(gòu)物車......隨著科技的發(fā)展，我們生活的方方面面都呈現(xiàn)了越來(lái)越智能化的趨勢(shì)。近十年來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、處理器、傳感器等新技術(shù)不斷發(fā)展，讓我們看到了汽車技術(shù)的智能化發(fā)展方向——自動(dòng)駕駛。自動(dòng)駕駛系統(tǒng)采用先進(jìn)的通信、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和控制技術(shù)，對(duì)車輛實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、連續(xù)控制。駕駛自動(dòng)化分為L(zhǎng)0-L5六個(gè)等級(jí)，分別是人工駕駛，輔助駕駛，部分自動(dòng)駕駛，條件自動(dòng)駕駛，高度自動(dòng)駕駛和完全自動(dòng)駕駛。接下來(lái)，讓我們來(lái)看看博世高精度慣性傳感器SMU2xy在高度自動(dòng)駕駛中如何應(yīng)用。
自動(dòng)駕駛的關(guān)鍵技術(shù)分為感知（Perception ） 、規(guī)劃（Planning ） 和控制（Control ） 三部分，需要全維度硬件冗余支持，依靠多信號(hào)的融合和決策，在高度自動(dòng)駕駛和完全無(wú)人駕駛應(yīng)用中對(duì)于感知及定位部分有極高的準(zhǔn)確性和安全性要求。由于自動(dòng)駕駛系統(tǒng)將駕駛?cè)蝿?wù)轉(zhuǎn)移到車輛系統(tǒng)本身，從而減少或不再需要駕駛員對(duì)其進(jìn)行監(jiān)督，整個(gè)系統(tǒng)必須確保車輛乘員的安全，所以需要保證車輛位置信息高度準(zhǔn)確和可靠，而這需要通過(guò)高精定位系統(tǒng)和多種冗余技術(shù)的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)的，例如環(huán)境傳感器、衛(wèi)星導(dǎo)航和慣性傳感器。

詳細(xì)的應(yīng)用場(chǎng)景主要分為3類：
1. 基于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)場(chǎng)景，GNSS（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)）+ RTK（載波相位差分）可單獨(dú)在開(kāi)闊的空間提供高精度位置信息；
2. 基于特征地圖的定位場(chǎng)景，LIDAR（激光雷達(dá)）用于建立周圍環(huán)境的精確3D圖像，雷達(dá)通過(guò)不同波段測(cè)量車輛到目標(biāo)的距離，攝像頭用于識(shí)別標(biāo)線和行人檢測(cè)，高分辨率地圖用于精準(zhǔn)路徑規(guī)劃等；
3. 基于運(yùn)動(dòng)的定位場(chǎng)景，當(dāng)GNSS信號(hào)缺失時(shí)，IMU（慣性測(cè)量單元）不同于其他的感知設(shè)備，性能不會(huì)受外部天氣、標(biāo)線、及其他環(huán)境變化的影響，可單獨(dú)安裝在車內(nèi)的ECU中實(shí)時(shí)輸出車輛的加速度和角速度信息，再融合輪速傳感器信號(hào)可由路徑規(guī)劃根據(jù)當(dāng)前位置推算下一時(shí)刻的準(zhǔn)確位置。

圖1 – SMU2xy在高精定位中的應(yīng)用
在高精定位系統(tǒng)中，博世SMU2xy IMU和GNSS相互結(jié)合為車輛提供高精度厘米級(jí)定位信息，在GNSS信號(hào)丟失的情況下（車輛穿梭在隧道或高樓中），仍然可以依靠博世SMU2xy高性能慣性傳感器為車輛提供短時(shí)間的高精度位置信息。
另一個(gè)典型應(yīng)用是高速行駛車輛的緊急安全停車。如果在整個(gè)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中檢測(cè)到外圍感知設(shè)備發(fā)生錯(cuò)誤，如雷達(dá)或攝像頭失效，則系統(tǒng)可以結(jié)合慣性傳感器SMU2xy和輪速傳感器信號(hào)，保證車輛緊急制動(dòng)行駛到安全位置。例如車輛行駛速度為130km/h，需要在5-10s內(nèi)讓車輛緊急停止在安全位置，憑借高性能慣性傳感器SMU2xy可以保證10s內(nèi)車輛橫向誤差控制在15cm內(nèi)，從而保證車輛乘員的安全。


圖2 – SMU2xy 在高速緊急停車的應(yīng)用
博世推出的全新高精度慣性傳感器SMU2xy內(nèi)部集成單軸陀螺儀(?x/z)和三軸加速度計(jì)(ax,ay,az)，得益于使用高穩(wěn)定性的陶瓷材質(zhì)進(jìn)行 CLCC-16封裝，可保證傳感器在-40 - +125 °C 全溫范圍內(nèi)的高精度和高穩(wěn)定性；針對(duì)ISO26262 ASIL-D 系統(tǒng)應(yīng)用，SMU2xy 集成內(nèi)部安全控制器（SCON）可以監(jiān)控帶有CRC校驗(yàn)的SafeSPI通訊幀的真實(shí)和有效性，并且SCON可以自主執(zhí)行各種檢查，并根據(jù)監(jiān)控結(jié)果標(biāo)記每個(gè)慣性信號(hào)有效或無(wú)效。


SMU2xy 主要參數(shù)表
博世銳意進(jìn)取、不斷創(chuàng)新，持續(xù)革新技術(shù)和產(chǎn)品，致力于為客戶提供更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和更專業(yè)的服務(wù)。在汽車智能化的趨勢(shì)下，博世順應(yīng)市場(chǎng)需求，推出了更高精度、更穩(wěn)定的系列產(chǎn)品。作為全球最大的汽車MEMS傳感器供應(yīng)商，博世在半導(dǎo)體領(lǐng)域有著多年的研究經(jīng)驗(yàn)，能準(zhǔn)確把控市場(chǎng)，在創(chuàng)新的同時(shí)保證產(chǎn)品的可靠性，為汽車智能化發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。
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