向高端類(lèi)IMU應用邁步—國產(chǎn)IMU技術(shù)應用分析

上一期中挑選了國外三家知名的IMU廠(chǎng)商的主流IMU產(chǎn)品進(jìn)行盤(pán)點(diǎn)分析?？梢钥吹?，國外主流的IMU廠(chǎng)商都在精度和低耗上下足了功夫，同時(shí)都在發(fā)力向高端IMU市場(chǎng)進(jìn)軍推出解決方案。

這一期我們將視線(xiàn)轉回國內，來(lái)看看國內MEMS廠(chǎng)商旗下產(chǎn)品。

早在2017年深迪半導體作為國內首家且批量生產(chǎn)消費類(lèi)6軸IMU廠(chǎng)商，主推了兩款SH200Q和SH200L打破了國外壟斷局面，通過(guò)與MEMS、ASIC晶圓制造及封測廠(chǎng)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(chǎng)開(kāi)發(fā)的IMU+force（應力應變）傳感器，是全球首款融合應力測量的MEMS慣性傳感器，具有檢測應力且不影響IMU本身輸出的效果。force傳感器可以準確測量在按捏中產(chǎn)生的應力，并進(jìn)行輸出，還能準確分辨多次按捏和長(cháng)捏的應力變化。SH3011優(yōu)質(zhì)的IMU功能，提供敲擊檢測、點(diǎn)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(kāi)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(wú)異。這一款I(lǐng)MU在TWS耳機和智能門(mén)鎖行業(yè)應用廣泛。

（SH3001，圖源：深迪官網(wǎng)）

六軸IMU傳感器SH3001事國內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(shí)時(shí)角速度與線(xiàn)性加速度數據，實(shí)現姿態(tài)檢測，具有出色的溫度穩定性，在-40°C到85°C的工作范圍內能保持高分辨率，集中體現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(xiàn)極大地完善了深迪在MEMS慣性領(lǐng)域的產(chǎn)品系列布局。

基于市場(chǎng)導向深迪也開(kāi)始推出全自主研發(fā)的高端IMU方案應用于汽車(chē)慣性導航、機器人、工業(yè)機械等高端領(lǐng)域。

罕王電子于 2016 年收購了Maxim Integrated MEMS 業(yè)務(wù)、產(chǎn)品線(xiàn)和相關(guān)專(zhuān)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是應用于智能手機、無(wú)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(gè)系列擁有極快的響應速度。在同類(lèi)產(chǎn)品中HEK21106/V有最小的相位延遲，10Hz時(shí)~1.8°。

（HKE21105，圖源：罕王電子官網(wǎng)）

這個(gè)系列的IMU內置了嵌入式數字輸出溫度傳感器，能進(jìn)行自動(dòng)溫度補償，在整個(gè)溫度和時(shí)間范圍內保持超高的穩定度。目前在無(wú)人機控制上應用最為廣泛。

新納于2017年從美新半導體公司分拆出來(lái)，是主營(yíng)MEMS傳感器的公司。

（OpenIMU330，圖源：新納官網(wǎng)）

OpenIMU330B是一款特點(diǎn)及其鮮明的6 DOF表面封裝IMU產(chǎn)品，兼容新納開(kāi)源IMU開(kāi)發(fā)平臺。Open系列的產(chǎn)品的每個(gè)慣性傳感器都帶三重冗余，市場(chǎng)主打汽車(chē)L3高級輔助駕駛和其他大批量應用市場(chǎng)。

OpenIMU330B采用的三重冗余架構，結合小型、低成本封裝，完全滿(mǎn)足汽車(chē)自動(dòng)駕駛和高級輔助駕駛市場(chǎng)高安全性的條件下做到了低成本要求。

作為應用在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域的IMU，330B集成了32位ARM M4 CPU帶浮點(diǎn)運算單元，同時(shí)內置了開(kāi)源的卡爾曼濾波器。加速度在8g范圍內帶寬為5-50Hz，陀螺儀的溫度誤差僅為0.3 deg/sec。

隨著(zhù)消費級市場(chǎng)的冗余，應用于汽車(chē)慣性導航、機器人、工業(yè)機械、農業(yè)機械、航空和航海等領(lǐng)域的高端類(lèi)IMU將會(huì )成為國內MEMS廠(chǎng)商獲得競爭優(yōu)勢的關(guān)鍵因素。