向高端類IMU應(yīng)用邁步—國產(chǎn)IMU技術(shù)應(yīng)用分析
這一期我們將視線轉(zhuǎn)回國內(nèi)，來看看國內(nèi)MEMS廠商旗下產(chǎn)品。
深迪半導(dǎo)體 SH系列
早在2017年深迪半導(dǎo)體作為國內(nèi)首家且批量生產(chǎn)消費類6軸IMU廠商，主推了兩款SH200Q和SH200L打破了國外壟斷局面，通過與MEMS、ASIC晶圓制造及封測廠緊密合作，完成了一系列的性能、良率優(yōu)化提升及可靠性測試工作。
現(xiàn)在深迪六軸慣性測量單元IMU主打SH3011、SH3001、SH2100這三種型號。
（SH3011，圖源：深迪官網(wǎng)）
SH3011是一款針對TWS耳機市場開發(fā)的IMU+force（應(yīng)力應(yīng)變）傳感器，是全球首款融合應(yīng)力測量的MEMS慣性傳感器，具有檢測應(yīng)力且不影響IMU本身輸出的效果。force傳感器可以準確測量在按捏中產(chǎn)生的應(yīng)力，并進行輸出，還能準確分辨多次按捏和長捏的應(yīng)力變化。SH3011優(yōu)質(zhì)的IMU功能，提供敲擊檢測、點頭和搖頭等頭控算法輸出，給姿態(tài)識別、耳機跌落檢測等功能提供了開放的空間。
這一款用了14 Pins LGA，在尺寸上做到了國外產(chǎn)品的小尺寸；陀螺儀量程覆蓋±125， ±250，±500，±1000，±2000，加速度計量程覆蓋±2，±4，±8，±16，與上一期中的標桿產(chǎn)品無異。這一款I(lǐng)MU在TWS耳機和智能門鎖行業(yè)應(yīng)用廣泛。
（SH3001，圖源：深迪官網(wǎng)）
六軸IMU傳感器SH3001事國內(nèi)首款適用手機的六軸慣性傳感器，集成三軸MEMS陀螺儀與三軸MEMS加速度計于一體，尺寸小、功耗低，能提供高精度的實時角速度與線性加速度數(shù)據(jù)，實現(xiàn)姿態(tài)檢測，具有出色的溫度穩(wěn)定性，在-40°C到85°C的工作范圍內(nèi)能保持高分辨率，集中體現(xiàn)了深迪十多年的技術(shù)成果。
SH3001同樣采用14 Pins LGA。陀螺儀在±125°/s量程下靈敏度為262 LSB/°/s，在±2000°/s量程下靈敏度為16.4 LSB/°/s，在同應(yīng)用行業(yè)產(chǎn)品中靈敏度不落下風(fēng)。加速度計的靈敏度同樣可以比肩一流。SH3001這一條產(chǎn)品線極大地完善了深迪在MEMS慣性領(lǐng)域的產(chǎn)品系列布局。
罕王電子 HKE系列
罕王電子于 2016 年收購了Maxim Integrated MEMS 業(yè)務(wù)、產(chǎn)品線和相關(guān)專利。目前旗下有三款主推的6軸IMU系列產(chǎn)品：HKE21100、HKE21105、HEK21106/V。
本文挑選HKE21105做分析。HKE21105是應(yīng)用于智能手機、無人飛行控制單元、機器人領(lǐng)域的單片式3軸陀螺儀和3軸加速度計超精確IMU。
高帶寬（400Hz）和高ODR（10kHz）讓這個系列擁有極快的響應(yīng)速度。在同類產(chǎn)品中HEK21106/V有最小的相位延遲，10Hz時~1.8°。
（HKE21105，圖源：罕王電子官網(wǎng)）
新納傳感 OPENIMU系列
新納于2017年從美新半導(dǎo)體公司分拆出來，是主營MEMS傳感器的公司。
（OpenIMU330，圖源：新納官網(wǎng)）
OpenIMU330B是一款特點及其鮮明的6 DOF表面封裝IMU產(chǎn)品，兼容新納開源IMU開發(fā)平臺。Open系列的產(chǎn)品的每個慣性傳感器都帶三重冗余，市場主打汽車L3高級輔助駕駛和其他大批量應(yīng)用市場。
OpenIMU330B采用的三重冗余架構(gòu)，結(jié)合小型、低成本封裝，完全滿足汽車自動駕駛和高級輔助駕駛市場高安全性的條件下做到了低成本要求。
作為應(yīng)用在自動駕駛領(lǐng)域的IMU，330B集成了32位ARM M4 CPU帶浮點運算單元，同時內(nèi)置了開源的卡爾曼濾波器。加速度在8g范圍內(nèi)帶寬為5-50Hz，陀螺儀的溫度誤差僅為0.3 deg/sec。
小結(jié)
隨著消費級市場的冗余，應(yīng)用于汽車慣性導(dǎo)航、機器人、工業(yè)機械、農(nóng)業(yè)機械、航空和航海等領(lǐng)域的高端類IMU將會成為國內(nèi)MEMS廠商獲得競爭優(yōu)勢的關(guān)鍵因素。
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