MEMS陀螺仪是什么？和汽车自动驾驶有很大关系么？

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今夜发表于牛车网2020.07.15 14:28

牛车网网友五道口大叔 问：

MEMS陀螺仪是什么？和汽车自动驾驶有很大关系么？

牛车网网友今夜 答：

MEMS陀螺仪是汽车自动驾驶功能的定位模块或者说是单元之一吧，之前沃尔沃的自动驾驶汽车定位系统就是由GPS模块、三轴加速度传感器和三轴陀螺仪组成，通过结合传感器得出的360度信息，能够为车辆提供其位置和与周边物体的相对位置信息。所谓MEMS陀螺仪的定义就是一种微电子机械系统。传统的陀螺仪主要是利用角动量守恒原理陀螺仪是什么，因此它主要是一个不停转动的物体，它的转轴指向不随承载它的支架的旋转而变化。

1.三轴陀螺仪：

就是同时测定6个方向的位置，移动轨迹，加速。单轴的只能测量一个方向的量，也就是一个系统需要三个陀螺仪，而3轴的一个就能替代三个单轴的。3轴的体积小、重量轻、结构简单、可靠性好，是激光陀螺的发展趋势。

国内外现有的汽车模拟驾驶器和汽车驾驶考核系统中，对脚踏板（油门踏板、脚刹踏板、离合踏板）及手刹等操作机构的状态信号的提取陀螺仪是什么，主要是通过安装角度传感器或通过机械装置将机构的旋转运动转换为线性运动，安装线性位移传感器来实现；档位的位置状态则通过在档位的不同位置分别安装行程开关组或非接触开关组得到开关量信号，获取档位的位置信息。

2.MEMS陀螺仪在汽车自动驾驶中的运用

微电子机械系统(MEMS)技术微机械惯性器件日渐成熟，惯性测量系统得到了迅猛发展。惯性测量系统将微电子、精密机械、传感器技术相互融合，具有集成度更高、性价比更好、体积更小、功耗更低等特点，且由于微机械结构制作精确、重复性好、易于集成化、适于大批量生产，并有很高的性价比，在汽车上得到了广泛的应用。陀螺仪和加速度计是姿态测量系统的重要组成单元，该传感器集成了三轴加速度传感器和三轴陀螺仪传感器，具有体积小、功能强、功耗低等特性，完全满足汽车驾驶运动参数的数据采集要求。

汽车驾驶模拟器姿态测量系统如图1所示，主要包括信号采集模块（陀螺仪及信号调理电路）、信号处理及传输模块、电源模块三部分。信号采集模块由MEMS陀螺仪传感器和信号调理电路组成，完成对油门、脚刹、离合、手刹、档位等车辆驾驶操作机构倾角变化的物理量转换，并完成传感器输出信号的可靠传输；信号处理及传输模块由DSP构成核心器件，实现在姿态和动态加速度变化的条件下，精确测量运动机构的倾角变化，完成信号的数字滤波、角速度变化量积分为角度变化量的运算、差分处理及串行输出等工作

3.日本田中秀治：MEMS陀螺仪对自动驾驶来说是新的考验？

日本东北大学教授田中秀治（工学研究科生物机器人专业微系统融合研发中心）在日经技术上的文章是这样讲MEMS陀螺仪对于自动驾驶的考验能否胜任的问题的？

因对汽车自动驾驶技术的需求增加与要求提高，要求与以往不同的技术。最新研究成果的目标，是要实现比智能手机内置产品高出一个数量级的精度。自动驾驶要求的偏置稳定性，它的实现需要对现有消费类产品的技术加以改进。田中介绍了几项似可成为新技术萌芽的研究事例。其中一种是振动陀螺仪的“模式匹配”

振动陀螺仪是对构成传感器的“驱动用”微元件施加振动，再用“传感用”微元件检测产生的科氏力的。以往，其精度是依靠驱动用和传感用器件共振频率的“模式失配”维持的。模式失配方式即使设计和制造的精度低，也不会对检测精度带来致命影响。但是，为获得自动驾驶要求的精度，也有尝试摆脱这种方式的研究，这就是模式匹配方式的研究。这种方法以设计和制造精度极高为前提，使驱动用和传感用器件的共振频率一致。据称，若能顺利设计和制造，则有望达到极高的灵敏度。田中此番依照过去的研究历程，细致讲解了最新的研究成果。田中似乎认为：对于在MEMS制造和设计领域拥有强劲技术实力的日本企业，现在的技术变革期是一次个机遇。

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