慣性傳感器在汽車中扮演舉足輕重的角色。

　　AnalogDevices推出的全球第一個(gè)啟動(dòng)汽車安全氣囊的加速計(jì)

　　目前，汽車系統(tǒng)中包含多種MEMS慣性傳感器，如陀螺儀、壓力傳感器和磁力計(jì)。車載慣性傳感器雖然體型微小，卻大大提升了高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)的舒適性和安全性，在汽車中扮演舉足輕重的角色。

　　1、翻履感測(cè)

　　屬于被動(dòng)安全防護(hù)功能的車輛翻覆感測(cè)可檢測(cè)汽車是否正在翻覆并及時(shí)啟動(dòng)安全氣囊裝置。在車輛翻覆時(shí)，慣性傳感器可為碰撞偵測(cè)運(yùn)算提供滾動(dòng)速率、橫向和垂直加速度等主要數(shù)據(jù)。

　　然而，在各種條件下提供可靠的傳感器訊號(hào)才是個(gè)大挑戰(zhàn)：例如在極端的酷熱或寒冷的溫度下或在碎石路上。此項(xiàng)要求也適用于電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)(ESC)的慣性傳感器，ESC屬于主動(dòng)汽車安全防護(hù)功能，透過控制和啟動(dòng)汽車剎車來防止車輛打滑。

　　為因應(yīng)所面臨的挑戰(zhàn)，必須謹(jǐn)慎地設(shè)計(jì)出結(jié)合MEMS設(shè)計(jì)的專業(yè)知識(shí)以及對(duì)汽車系統(tǒng)的理解及要求的產(chǎn)品。這些產(chǎn)品必需根據(jù)規(guī)格進(jìn)行設(shè)計(jì)，樣品必須先在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)試，并與書面規(guī)劃的內(nèi)容一致。傳感器必須經(jīng)過更多的實(shí)際駕駛測(cè)試，例如在冬季或碎石路上的行駛。

　　2、慣性導(dǎo)航

　　城市峽谷駕駛導(dǎo)航已經(jīng)內(nèi)建在導(dǎo)航系統(tǒng)的儀表板內(nèi)，這些技術(shù)可降低在陌生城市中自動(dòng)導(dǎo)航的壓力。藉由地圖，全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)的訊號(hào)、擇路運(yùn)算以及慣性導(dǎo)航系統(tǒng)甚至可透過車聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，提供交通堵塞時(shí)的即時(shí)消息。

　　汽車工程師喜歡在導(dǎo)航系統(tǒng)中加入慣性傳感器，因?yàn)檫@些系統(tǒng)無論在「城市峽谷」，或是在GNSS訊號(hào)差、無效或根本就沒有訊號(hào)的地方仍可繼續(xù)運(yùn)作。在這種情況下，慣性傳感器可在失去訊號(hào)前一次GNSS的讀數(shù)之后確定位置的變化。假使駕駛在隧道內(nèi)無法接收到GPS訊號(hào)，慣性傳感器就會(huì)以公尺數(shù)推算車輛的方向。推測(cè)導(dǎo)航運(yùn)算再進(jìn)行位置變化的計(jì)算，就可根據(jù)慣性傳感器的訊號(hào)推斷你當(dāng)前所在的位置。

　　3、駕駛輔助

　　在各式駕駛輔助技術(shù)中，不僅只是巡航控制或后視攝影機(jī)。主動(dòng)車距控制巡航系統(tǒng)、車道保持和變換輔助系統(tǒng)、先進(jìn)緊急剎車系統(tǒng)及主動(dòng)前輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)都屬于駕駛輔助技術(shù)的一部分。并是透過將MEMS慣性傳感器以及攝影機(jī)、雷達(dá)和/或光學(xué)雷達(dá)(LIDAR)等感知系統(tǒng)的智能結(jié)合來實(shí)現(xiàn)。

　　主動(dòng)車距控制巡航系統(tǒng)(ACC)比大家所熟悉的巡航控制功能更需具體經(jīng)驗(yàn)。雖然傳統(tǒng)的巡航控制技術(shù)可以節(jié)省油耗，且在長(zhǎng)途駕駛可更輕松，但還是得依據(jù)附近車輛的速度不時(shí)地切換巡航控制開關(guān)。這樣的困擾駕駛?cè)藨?yīng)該都經(jīng)歷過吧？為了能與其他的車輛保持安全距離，ACC可根據(jù)需要調(diào)整車速，而非保持在定速狀態(tài)下前進(jìn)。

　　ACC主要是利用雷達(dá)、攝影機(jī)或雷射來測(cè)量與物體間的距離。能夠強(qiáng)化ESC的同類慣性傳感器，也能應(yīng)用在ACC上。慣性傳感器有助于預(yù)測(cè)路徑，然后將該路徑連接到障礙物偵測(cè)上。類似的慣性裝置還能做到爬坡控制的特色，讓低重力傳感器利用向下的重力方向來確定傾斜度，使正在上坡的車輛不會(huì)往后滑動(dòng)。

　　主動(dòng)轉(zhuǎn)向則是另一項(xiàng)駕駛輔助技術(shù)，在較高的速度下可減少車輪每次轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)向角度的變化量。此功能可提高公路駕駛的準(zhǔn)確性，偏航率傳感器可提供突發(fā)狀況的相關(guān)訊息。

　　相同地，慣性傳感器也是利用攝影機(jī)、雷達(dá)和雷射來達(dá)到輔助駕駛。偵測(cè)技術(shù)則可藉由預(yù)測(cè)汽車的移動(dòng)來達(dá)成自動(dòng)駕駛。

　　4、慣性傳感器和感知傳感器的融合

　　那視覺和感知系統(tǒng)又是如何從慣性傳感器中獲益的呢？視覺或是感知傳感器能夠察覺到正在運(yùn)動(dòng)的物體，正確判斷出運(yùn)動(dòng)物體的結(jié)構(gòu)，同時(shí)估測(cè)車輛的移動(dòng)情況以及和周邊運(yùn)動(dòng)物體之間的距離。

　　慣性傳感器則完全不受感知傳感器的限制因素所影響，比如天氣條件、光照、雪地或是被遮擋的地標(biāo)。慣性傳感器不會(huì)依賴于周圍環(huán)境的亮度，因?yàn)樗鼈儨y(cè)量的是物理性運(yùn)動(dòng)，而且并不是從圖像中計(jì)算數(shù)據(jù)。此外，慣性傳感器要來得更為可靠，因?yàn)樗鼈儾恍枰c車身以外的設(shè)備有任何的互聯(lián)和數(shù)據(jù)交流。近期有一項(xiàng)研究就分別討論了動(dòng)覺慣性傳感器和視覺感知系統(tǒng)在弱耦合和緊耦合兩種程度下的不同合作模式。

　　在弱耦合程度下，感知系統(tǒng)和慣性傳感器會(huì)各自獨(dú)立地定位車輛，隨后相互比對(duì)信息，修正結(jié)果。緊耦合則是另一種結(jié)果，此時(shí)對(duì)物體直接的（像素級(jí)別）視覺測(cè)量會(huì)與慣性測(cè)量裝置的讀數(shù)相互結(jié)合。

　　在兩種情況下，MEMS慣性傳感器都可以提高感知系統(tǒng)幀到幀跟蹤物體的兼容度，從而得到更精準(zhǔn)的定位。

轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處：傳感器應(yīng)用_儀表儀器應(yīng)用_電子元器件產(chǎn)品 – 工采資訊 http://www.negome.com/13235.html