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MEMS姿态传感器在车联网汽车主动安全系统中的应用

日期: 2019-09-05
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  车联网是物联网发展的重大领域,智能网联汽车是车联网的核心,正处于高速发展中。汽车是一个复杂而庞大的科技载体,因为其庞大的市场体量吸引了各类技术的投入。在车联网中,车用传感器技术是车联网集成的关键技术,同时,也是一项很基础的支撑技术。

  MEMS姿态传感器在车联网汽车主动安全系统中的应用

  智能网联汽车路测现场资料图

  

  首先,我们先来来了解一下什么是智能网联汽车?

  

  简言之,智能网联汽车就是搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置,并融合现代通信与网络技术,实现V2X(车与人、车、路、云端等)智能信息交换、共享,具备复杂环境感知、智能决策、协同控制等功能,可实现“安全、高效、舒适、节能”行驶,并最终可实现替代人来操作的新一代汽车。

  

  在车联网时代,主动安全技术成为备受关注的新兴领域,需要改进现有的主动安全系统,比如侧翻(rollover)与稳定性控制(ESC),这就需要MEMS加速度传感器和角速度传感器来感测车身姿态。MEMS传感器可对温度、位置、转速、加速度和振动等各种信息进行实时准确的测量,是车辆电子控制系统的关键部件。

  MEMS姿态传感器在车联网汽车主动安全系统中的应用

  车身体姿态检测控制资料图

  

  作为典型车联网应用的主动安全技术,车身姿态检测,比如侧翻(rollover)与稳定性控制(ESC),就需要MEMS加速度传感器和角速度传感器等姿态检测传感器,来感测车身姿态。此外,姿态传感器还被用于桥梁监测,倾角测量,工业自动调平等, 甚至医疗器械、太阳能监测等领域。

  

  特别是在汽车市场上,为实现高精度的车身姿态控制,对组合了陀螺仪信号和加速度信号的组合陀螺仪传感器的需求特别大。造成这种需求的原因有很多。

  

  其中的一个原因是,在许多发达国家开始立法要求新汽车必须配置有安全功能,如电子稳定控制系统(ESC),防抱死制动系统(ABS),和轮胎压力监测系统(TPMS)。另一个原因是新的功能,诸如电驻车制动器(EPB)和上坡起动帮助(HAS),正在一个接一个被开发出来。

  

  例如,目前,在MEMS传感器领域深耕多年的日本村田(muRata)制作所,今年发力推广旗下针对自动驾驶车辆研发的MEMS惯性传感器新品。在今年8月底深圳汽车电子技术展览会(AUTOMOTIVE WORLD CHINA)期间,村田制作所便发布了包含MEMS陀螺仪和三轴加速度传感器组合在单个封装中的传感器,该公司形象地演示了MEMS惯性传感器在汽车前灯调平上的应用。

  MEMS姿态传感器在车联网汽车主动安全系统中的应用

  村田MEMS惯性传感器应用演示资料图

  

  据悉,MEMS加速度传感器可检测汽车不同的载重情况或是否经过路面上的减速带,传感器信号用来调整汽车前灯的指向,使车前灯始终保持水平指向。同时,还可用于激光雷达,毫米波雷达或者摄像头的调平应用等方面。

  

  陀螺仪加速度组合传感器将陀螺仪传感器和3轴加速度传感器进行一体化组合,具有坚固的MEMS结构,实现了高水平的温度特性,冲击灵敏度和优异的偏置稳定性。该产品可广泛用于车身电子稳定控制(ESC)、翻转检测用传感器(ROV)、导航系统、先进驾驶辅助系统(ADAS)、惯性测量装置(IMUs)、平台的稳定与控制、机械控制系统、斜坡启动辅助等领域。

  

  可以说,在现阶段,传感器已涉及汽车的方方面面,比如说车速的监控、温湿度、刹车、燃料监控等等。相信在未来,随着智能化的程度越来越高,汽车里面所使用的传感器数量与种类也将会增加的更多。

  

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