自動駕駛系統的發展正在快速推進,目的是創建一個在機動性方面具備全新概念的社會。然而,要實現 2 級以上的高水平自動駕駛技術,需要採用各種技術來完成航位推算和 3D 定位。TDK 是一家能夠提供各種複雜的傳感器融合的製造商,其傳感器融合可實現將多個獨立傳感器組合到一起所無法實現的功能,持續引領先進技術的發展。TDK 利用其在這一領域的優勢,提供運動傳感器和 InvenSense 品牌下新開發的 Coursa Drive 軟件以及大氣壓傳感器,支持實現 2 級以上的自動化駕駛技術。

TDK爲人類實現“零交通事故”夢想

做出了怎樣的貢獻

航位推算和 3D 定位

在超越 2 級自動駕駛上面臨的挑戰

自動駕駛六級分類(0 至 5 級)由美國汽車工程師協會(SAE)1 制定,現已在全球範圍內採用。預計從 2020 年起,大量中檔車輛將配備 2 級系統,同時預計在 2025 年或之後,將在商用和高端車輛上安裝 3 級和 4 級系統。

3 級及以上級別可稱爲真正的自動駕駛,也就是無人駕駛。這是因爲這些級別的車輛配備了自動駕駛模式,無需人工控制即可駕駛。通俗地來說,這種模式可以讓人們將駕駛權交給車輛,以便自己執行查看電子郵件等簡單的任務。

自動駕駛水平信息列表

然而,從 1 級和 2 級跳躍到 3 級及以上級別將面臨各種挑戰,其中一項挑戰就是航位推算。2 即使在全球導航衛星系統(GNSS) 範圍之外的環境中 [例如全球定位系統 (GPS)],航位推算軟件也會對來自一系列傳感器的數據進行處理,以計算車輛位置和運動,以便能夠自主導航到目的地,同時保持高度精確的定位。需要進一步發展傳感器和軟件技術來提升功能,以便將現有導航系統的水平提升到自動駕駛水平。

由運動傳感器、先進軟件和大氣壓傳感器

提供支持的傳感器融合解決方案

在航位推算所需的機載傳感器中,由加速度傳感器和陀螺儀傳感器組成的運動傳感器尤爲重要。由於彎道、坡度和車道變化等因素的影響,車輛行進方向和朝向也會不時發生變化;加速度傳感器和陀螺儀傳感器可以檢測到這些車輛行進方向和朝向的變化。TDK 的 IAM-20680HP 是一款車內 6 軸運動傳感器,它利用 MEMS 製造技術將 3 軸加速度傳感器與 3 軸陀螺儀傳感器封裝在一起。產品運行溫度範圍從 -40℃ 到 +105℃,目前已售出的大量設備足以證明其卓越品質,且產品在世界各地均獲得極高評價。

新開發的 Coursa Drive 軟件支持自動駕駛車輛的高精度慣性定位。它不僅能以較高精度測量及維護車輛位置,甚至能夠協助在 GNSS 信號範圍之外及信號中斷的環境中(例如隧道、地下停車場和多個建築物之間的“城市峽谷”)進行自動駕駛。TDK 通過將運動傳感器與 Coursa Drive 相結合的傳感器融合技術,在航位推算技術方面取得了顯著進展。

運動傳感器和 Coursa Drive 提供支持航位推算技術

TDK 還提供一系列 MEMS 電容式大氣壓傳感器,具有超低噪音和優異的溫度穩定性。這些傳感器通過將從 3D 動態地圖獲得的數據添加到大氣壓傳感器檢測到的海拔差異數據中,實現了高精度的 3D 定位。TDK 傳感器解決方案通過推動航位推算和 3D 定位,將自動駕駛技術提升到 2 級以上。我們提供各種先進的傳感器融合,即使將多個獨立傳感器組合到一起也無法實現這種融合效果。

提升自動駕駛的另一項挑戰是需要使用 3D 數字地圖對傳統導航系統的 2D 地圖進行補充,該 3D 數字地圖可顯示呈現海拔差異的定位信息,例如與高架高速公路、多層立交橋和多層停車場下方地面道路相關的數據。目前在世界各地都正在開發和建立三維數字地圖(也稱爲 3D 動態地圖)3,這種地圖不但能顯示 3D 定位數據,還能顯示各種動態變化因素,例如交通信號、行人和附近的車輛。隨着 5G 電信服務的推出,這種技術預計將在不久的將來初具規模。

TDK 傳感器融合支持自動駕駛

當車輛進入隧道時,GPS/GNSS 信號中斷,無法確認車輛位置。然而,如果使用由運動傳感器和 Coursa Drive 提供支持的航位推算技術,即使在隧道中也能實現高度精確的定位。

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