村田推出MEMS 6DoF惯性传感器

6月4日，村田制作所宣布了其新的MEMS 6DoF(六个自由度)器件SCHA600，旨在提高汽车设计的安全性。该惯性传感器通过GNSS和许多感知传感器(从摄像机、雷达和激光雷达)注入其数据，从而在偏置稳定性和噪声方面提供了高性能。

为了使自主系统能够在任何环境中独立运行，必须了解其周围环境，自主系统必须对快速变化的环境做出快速响应。例如，如果一辆汽车要突然停下来，不管是紧急制动还是换道，它后面的自动驾驶汽车都必须认识到快速减速并采取规避措施。

这种新型MEMS惯性传感器的特性可以揭示ADAS技术的一个有趣的方面：6DoF——6 degree of freedom(六个自由度)。

自动驾驶的发展阶段

过去ADAS技术的缺陷

村田认为，汽车技术已朝着完全自动驾驶的四个阶段发展：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。

但并不是所有的设备都有六个自由度，也不是所有的设备都能测量沿着三个垂直的线性轴的运动，同时还围绕每个轴旋转的能力。

例如，摄像机在测量深度感知方面受到限制;像激光雷达这样的其他技术有利于目标检测，但并不适合精确定位;此外，GPS的分辨率太小，无法精确知道车辆在道路的哪一侧，当考虑到无法接收GPS信号的驾驶区域时，GPS的实用性将显著下降。

加速度计和6DoF

这就是加速计作用，这些装置可以确定多个轴上的电流力，从那里，加速计可以测量每个轴上的加速度，然后将测量值转换为速度的估计值，进而可用于确定位移。这样的系统可以与GPS结合，形成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。

不过，到那时，三个自由度(X、Y和Z)仍然不够，转弯或爬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。

平移和旋转运动相结合，形成了六个自由度。

而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。这些轴上的移动可能不会影响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。

村田推出SCHA600

那么，MEMS 6DoF设备是什么样的?村田的一个例子就是为安全关键型汽车应用而设计的MEMS器件。与GNSS和感知传感器集成后，SCHA600可以实现高度的车辆自主性，从而实现车辆位置和动态特性的厘米级精度。

通过SPI与SCHA600进行数据通信，同时广泛的自诊断功能可确保安全操作。村田表示，符合ISO26262的传感器也符合AEC-Q100的要求，以确保它能够承受道路上预期的所有振动和冲击。该设备还具有自检功能，可在每个测量周期内监视传感器是否正常运行。SCHA600的陀螺仪均方根噪声水平低于0.007°/s，在室温下Allan方差降至0.9°/h，角速率测量值为±125°/s或±300°/s，具体取决于所选的应用。另外SCHA600加速度计采用18.7 mm x 8.5 mm x 4.5 mm的SOIC IC封装，加速度计的测量范围为±6g，工作温度范围为-40°C至+ 110°C。

SCHA600的典型应用包括高级驾驶员辅助系统、航位推测导航和平台稳定性，测量6个自由度的能力对于完全自主的系统非常重要。像村田SCHA600这样的MEM 6DoF惯性传感器不仅适用于汽车应用，甚至无人驾驶飞机都会发现这样的设备很有用，因为它们被设计为可以在所有6个轴上移动。