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博世高精度惯性传感器SMU2xy
2021-09-15 20:31:39· 来源：博世汽车电子事业部
从大哥大到智能手机，从死亡原相机到一键换装，从扫荡服装店到清空购物车......随着科技的发展，我们生活的方方面面都呈现了越来越智能化的趋势。近十年来，物联
从“大哥大”到智能手机，从“死亡原相机”到一键换装，从扫荡服装店到清空购物车......随着科技的发展，我们生活的方方面面都呈现了越来越智能化的趋势。近十年来，物联网、大数据、处理器、传感器等新技术不断发展，让我们看到了汽车技术的智能化发展方向——自动驾驶。自动驾驶系统采用先进的通信、计算机、网络和控制技术，对车辆实现实时、连续控制。驾驶自动化分为L0-L5六个等级，分别是人工驾驶，辅助驾驶，部分自动驾驶，条件自动驾驶，高度自动驾驶和完全自动驾驶。接下来，让我们来看看博世高精度惯性传感器SMU2xy在高度自动驾驶中如何应用。
自动驾驶的关键技术分为感知（Perception ） 、规划（Planning ） 和控制（Control ） 三部分，需要全维度硬件冗余支持，依靠多信号的融合和决策，在高度自动驾驶和完全无人驾驶应用中对于感知及定位部分有极高的准确性和安全性要求。由于自动驾驶系统将驾驶任务转移到车辆系统本身，从而减少或不再需要驾驶员对其进行监督，整个系统必须确保车辆乘员的安全，所以需要保证车辆位置信息高度准确和可靠，而这需要通过高精定位系统和多种冗余技术的组合来实现的，例如环境传感器、卫星导航和惯性传感器。
详细的应用场景主要分为3类：
1. 基于卫星导航系统场景，GNSS（全球导航卫星系统）+ RTK（载波相位差分）可单独在开阔的空间提供高精度位置信息；
2. 基于特征地图的定位场景，LIDAR（激光雷达）用于建立周围环境的精确3D图像，雷达通过不同波段测量车辆到目标的距离，摄像头用于识别标线和行人检测，高分辨率地图用于精准路径规划等；
3. 基于运动的定位场景，当GNSS信号缺失时，IMU（惯性测量单元）不同于其他的感知设备，性能不会受外部天气、标线、及其他环境变化的影响，可单独安装在车内的ECU中实时输出车辆的加速度和角速度信息，再融合轮速传感器信号可由路径规划根据当前位置推算下一时刻的准确位置。
图1 – SMU2xy在高精定位中的应用
在高精定位系统中，博世SMU2xy IMU和GNSS相互结合为车辆提供高精度厘米级定位信息，在GNSS信号丢失的情况下（车辆穿梭在隧道或高楼中），仍然可以依靠博世SMU2xy高性能惯性传感器为车辆提供短时间的高精度位置信息。
另一个典型应用是高速行驶车辆的紧急安全停车。如果在整个自动驾驶系统中检测到外围感知设备发生错误，如雷达或摄像头失效，则系统可以结合惯性传感器SMU2xy和轮速传感器信号，保证车辆紧急制动行驶到安全位置。例如车辆行驶速度为130km/h，需要在5-10s内让车辆紧急停止在安全位置，凭借高性能惯性传感器SMU2xy可以保证10s内车辆横向误差控制在15cm内，从而保证车辆乘员的安全。
图2 – SMU2xy 在高速紧急停车的应用
博世推出的全新高精度惯性传感器SMU2xy内部集成单轴陀螺仪(Ωx/z)和三轴加速度计(ax,ay,az)，得益于使用高稳定性的陶瓷材质进行 CLCC-16封装，可保证传感器在-40 - +125 °C 全温范围内的高精度和高稳定性；针对ISO26262 ASIL-D 系统应用，SMU2xy 集成内部安全控制器（SCON）可以监控带有CRC校验的SafeSPI通讯帧的真实和有效性，并且SCON可以自主执行各种检查，并根据监控结果标记每个惯性信号有效或无效。
SMU2xy 主要参数表
博世锐意进取、不断创新，持续革新技术和产品，致力于为客户提供更优质的产品和更专业的服务。在汽车智能化的趋势下，博世顺应市场需求，推出了更高精度、更稳定的系列产品。作为全球最大的汽车MEMS传感器供应商，博世在半导体领域有着多年的研究经验，能准确把控市场，在创新的同时保证产品的可靠性，为汽车智能化发展贡献自己的力量。
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