汽车正从单纯的移动工具逐渐成为实现服务和应用的综合性载体,向智能联网、自动驾驶、服务&共享和电动化发展。
汽车电动化和智能化趋势,对车载传感器的功能有了更多要求,而高度的电子化让车载工作环境更为严苛,需要性能更好的传感器满足可靠性要求。
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MEMS惯性传感器
自动驾驶时,汽车的位置信息需要由GNSS信号、基于路标或者车道线的视觉信息、以及结合高精度地图的信息获得。这是因为通过摄像头,激光雷达或者毫米波雷达得到的相对位置信息,有时候会不准确。
例如,超出摄像头动态检测范围的逆光,没有路标的荒野,大雾等情况下,就只能依靠GNSS和惯性传感器提供的绝对位置信息。
惯性传感器通过和GNSS信号融合提供位置信息,可用于提高汽车驾驶的安全性和舒适性。在丢失视觉信号时,GNSS和高性能IMU的融合提供了安全可靠的位置信息;在GNSS信号受到干扰时,视觉和高性能IMU的融合提供了安全可靠的位置信息。
自动驾驶过程中,准确确定车辆航向也非常重要,惯性传感器的零偏不稳定性会影响车辆的航向确定。
拿两只零偏不稳定性不同的陀螺作比较。如果陀螺A的零偏不稳定性为10°/hr,陀螺B的零偏不稳定性为1°/hr ,航向角就可以通过陀螺输出的积分来计算,100分钟后:
自动驾驶级别不同,对惯性传感器的要求也不同:
自动驾驶1级,需要10°/hr的零偏不稳定性
自动驾驶2级、2+级和3级,要求上升为3°/hr
高级自动驾驶和完全自动驾驶系统中,要求将高达0.5°/hr
村田新近推出了 HPCA 6自由度惯性测量,该产品具有0.9°/hr的零偏不稳定性,可用于自动驾驶 3、4级系统 。
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超声波传感器
自动驾驶需要监测车辆的周围环境,这需要使用各种传感器,如雷达、激光雷达、摄像机、超声波传感器,并进行算法的组合。通过组合各个传感器,可以扩大检测范围,或者缩短盲区,有助于提高自主驾驶的安全性。
超声波传感器有望在距离车辆几米范围内发挥监测作用,可用于自动停车系统,包括低速自动驾驶。
为了提高这种安全性,超声波传感器也需要提高产品本身的可靠性并扩大检测范围。为了快速检测汽车周围情况,业内讨论通过Coding技术,实现多个超声波探头同时检测周围环境。因此,产品的耐久性是必需的。
同时为了扩大检测区域,对于汽车周围近距离的需求也越来越高。
为了应对市场需求,实现超声波传感器优异的耐久性,稳定的近距离检测,村田从产品的构造,制程开始进行改善。目标是,单个超声波探头的近距离检测,从目前的25cm缩短到10cm以下。
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温度传感器
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株式会社村田制作所是一家进行基于陶瓷的无源电子元件与解决方案、通信模块和电源模块之设计、制造与销售的全球领先企业。村田致力于开发先进的电子材料以及领先的多功能和高密度模块。公司的员工和制造基地遍布世界各地。