隨著微電子機(jī)械傳感器(Micro-electromechanical sensors，MEMS)在生活中特別是汽車中的普及率越來越高，使我們能夠用更智慧、更簡(jiǎn)單、更靈活的方式使用電子設(shè)備。智能傳感器系統(tǒng)中涌現(xiàn)出大量的全新應(yīng)用嵌入到各式各樣的電子消費(fèi)品和汽車安全技術(shù)產(chǎn)品中。但隨之而來的問題就是產(chǎn)品的成本、尺寸、質(zhì)量能否跟上電子產(chǎn)品快速發(fā)展的腳步。
博世(Bosch)將與德國(guó)聯(lián)邦教育與研究部(BMBF)合作開發(fā)一項(xiàng)名為“9D傳感器”的項(xiàng)目，旨在開發(fā)出一款緊湊、低成本、高效且自主的多傳感器系統(tǒng)。
9D傳感器系統(tǒng)將包含三軸加速計(jì)、三軸陀螺儀和三軸磁強(qiáng)計(jì)，提供9個(gè)方位的自由度。此外，系統(tǒng)中還將包括一個(gè)能量供應(yīng)單元、一塊薄膜電池、一個(gè)能量采集器和一個(gè)無線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器。系統(tǒng)通過評(píng)估地球的磁場(chǎng)力和運(yùn)動(dòng)模式來確定當(dāng)前的位置坐標(biāo)，在某些GPS導(dǎo)航信號(hào)無法覆蓋到的區(qū)域發(fā)揮導(dǎo)航作用。
這款傳感器采用混合信號(hào)處理技術(shù)，提供校準(zhǔn)的數(shù)字慣性檢測(cè)，是高集成度的解決方案。SPI接口和簡(jiǎn)單的輸出寄存器結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了方便的數(shù)據(jù)訪問和配置控制。通過SPI端口可以訪問下列嵌入式傳感器：X、Y和Z軸角速度;相對(duì)首向檢測(cè);X、Y和Z軸線性加速度;內(nèi)部溫度;電源;以及輔助模擬輸入。慣性傳感器在各個(gè)軸上執(zhí)行精密對(duì)準(zhǔn)，并對(duì)失調(diào)和靈敏度進(jìn)行校準(zhǔn)。嵌入式控制器可以動(dòng)態(tài)補(bǔ)償對(duì)MEMS傳感器的所有主要影響，因此能夠在無需測(cè)試、電路或用戶干預(yù)的情況下保證高度精確的傳感器輸出。以下可編程特性能夠簡(jiǎn)化系統(tǒng)集成：系統(tǒng)內(nèi)自動(dòng)偏置校準(zhǔn)、數(shù)字濾波與采樣速率、自檢、電源管理、條件監(jiān)控，以及輔助數(shù)字輸入/輸出。
三軸磁強(qiáng)計(jì)體積小,重量輕,性能可靠,功耗低,工作溫度范圍寬,沒有活動(dòng)部件,而且具有一定的精度水平,是理想的自主導(dǎo)航設(shè)備之一。地磁導(dǎo)航方法用于近地衛(wèi)星(軌道高度不大于1000km)。由于空間每一位置的地球磁場(chǎng)強(qiáng)度都可以事先用地球磁位來確定,從而利用星上三軸磁強(qiáng)計(jì)量測(cè)的地磁場(chǎng)矢量在儀表坐標(biāo)系中的分量,通過卡爾曼濾波器便可以確定衛(wèi)星相對(duì)于地球的姿態(tài)。
另外在電池方面羅伯特博世公司與達(dá)姆施塔特科技大學(xué)(Darmstadt University of Technology)、芬蘭赫爾辛基大學(xué)(University of Helsinki in Finland)合作，9D傳感器項(xiàng)目預(yù)計(jì)到2014年11月完成。
