世界最高水準の高精度な自動車向け6軸慣性センサを開発～1つで自己位置推定・車両姿勢・ヘッドライトレベリングに対応～

2024/11/11　 株式会社　村田製作所　

世界最高水準の高精度な自動車向け6軸慣性センサを開発～1つで自己位置推定・車両姿勢・ヘッドライトレベリングに対応～

  • センサ

2024/11/11

株式会社村田製作所
代表取締役社長 中島 規巨

主な特長

  1. MEMSジャイロで世界最高水準のセンサ性能を実現
  2. ジャイロおよび加速度各軸の直交性を補正したセンサ出力
  3. 同期機能付き
  4. 当社自動車向け6軸製品では最小のパッケージサイズ

株式会社村田製作所（以下、「当社」）は、世界最高水準の自動車向け同期機能付き高精度６軸慣性力センサ「SCH1633-D01」（以下、「当製品」）を開発しました。すでにサンプル提供を開始しており、量産開始は2025年前半を予定しています。当社は今後、当製品を含む次世代6軸製品SCH1000シリーズのラインナップを拡充していく予定です。

近年、自動車業界ではより安全で快適な走行を目指し、AD（自動運転）/ADAS（先進運転支援システム）などの導入が進んでいます。これらを実現するためには、GNSS※1と連携したより高精度な自己位置推定が必要になります。さらに、より高度なAD/ADASを実現するためには、GNSS、車両姿勢、カメラ・Lidar※2・Radarのそれぞれの情報の時間的ずれが問題となるため、慣性力センサにも時間的同期機能が求められます。
また、UNECE※3によるヘッドライトのレベリング規制※4が2027年※5に予定されており、このような法規に準拠することも必要です。しかし、その法規に準拠するために高精度なセンサを車両で新たに採用するとコストがかかります。そのため、AD/ADAS、車両姿勢、ヘッドライトレベリングなどの複数の用途に使用可能な高精度かつ、車両全体のコストを最適化できるセンサが求められます。

そこで当社は、これまで培った3D MEMS※6とシステム設計技術により、世界最高水準の自動車向け同期機能付き高精度６軸慣性力センサである当製品を開発しました。当製品は、GNSSと連携した自己位置推定、車両姿勢センシング、カメラ・Lidar/Radarの傾き検知などが必要とする慣性信号を１つのセンサで提供します。そのため、車両に当製品を１つ配置することで、これらの機能に高品質の信号を提供でき、車両全体でのコストの最適化に貢献します。
また、当製品とアルゴリズムを組み合わせることで、UNECEのヘッドライトのレベリング規制の対応に貢献します。当社既存品の6DoF※7 MEMSセンサ（SCHA600シリーズ）は、アメリカ カリフォルニア州にて行われた実証実験において、自動運転の走行距離の90%以上に使用されました。当製品はこの実証実験でのお客様からの様々なフィードバックを反映させ、当製品を開発しました。

当社は今後も市場のニーズに対応した慣性力センサの開発に取り組み、自動車向けセンサの小型化・高精度化に貢献していきます。

当社のパートナーであるHexagon社*のAutomotive and Safety-Critical Systems at Autonomy & Positioning部門 Segment Manager Gordon Heidinger氏は、次のように述べています。

「SCH1633-D01はMEMSセンサとして優れた性能を示しており、当社のポジショニングソリューションに統合されたこのセンサをプロモーションできることを嬉しく思います。」

  • *Hexagon社は、高度なセンサ、ソフトウェア、自律技術を通じて、さまざまな分野で効率、生産性、品質、安全性を向上させています。

Murata Electronics Oyのプロダクトマネージメント ゼネラルマネージャー Ville Nurmiainen氏は、次のように述べています。

「自動車用6DoFアプリケーションは急速に発展しており、メーカーのシェア獲得をめぐる競争は熾烈です。当製品は、最新のシステムに求められる高い性能を提供すると同時に、切望されていたコスト削減の機会を提供します。当製品は、製品を最大限に活用することを選択した自動車メーカーに技術的およびコストダウンの利点を提供し、自動車アプリケーションをさらに前進させ、私たち全員にとってより安全な自動運転を実現するのに役立ちます。」

主な特長

  1. MEMSジャイロで世界最高水準のセンサ性能を実現
    ジャイロアラン分散（底値） 0.5deg/h 以下
    ジャイロアングルランダムウォーク 0.05 deg/ √ 𝐻𝑧 以内
    リニアリティ 0.02dps(ジャイロ) 0.06m/s^2（加速度） ※全温度範囲
  2. ジャイロおよび加速度各軸の直交性を補正したセンサ出力
    軸直交性Error値 0.3deg以下 ※全温度範囲
  3. 同期機能付き
    様々なシステムレベルの時間的同期機能をサポート
  4. 当社自動車向け6軸製品では最小のパッケージサイズ
    12mm x 14 mm x 3mm（長さｘ幅ｘ高さ）

主な仕様

サイズ 12mm x 14 mm x 3mm（長さｘ幅ｘ高さ）
ピン数 24pin（SOICパッケージ）
電圧 3.0 V〜3.6 V
角速度測定範囲 ±300 °/s, ±125 °/s, ±62.5 °/s
加速度測定範囲 ±80m/s2（ダイナミックレンジ： ±260m/s2以内）
出力 SafeSPI2.0（最大20bitのセンサデータ、200以上の内部信号をモニタリング）
その他 AEC-Q100のグレード1に準拠
ISO26262 ASIL D対応（ASIL B+）

主な用途

AD/ADASに使用される慣性ナビゲーション、姿勢・カメラ・ヘッドライトの制御

注釈

  • ※1GNSS（Global Navigation Satellite System）：地球の上空を周回する人工衛星と通信することで地球上のどこにいるのかを正確に割り出す全球測位衛星システム。
  • ※2LiDAR（Light Detection and Ranging）：レーザー光を照射することにより車両周辺の障害物を検出するシステム。
  • ※3UNECE（United Nations Economic Commission for Europe）：国際連合欧州経済委員会。
  • ※4ヘッドライトのレベリング規制：ヨーロッパにおけるオートレベリング装置の義務化のこと。
  • ※52024年11月10日時点。
  • ※63D MEMS：静電容量型の3D MEMS（3次元・マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム）のこと。シリコンを3次元構造に成形、優れたセンサ精度、小型のユニットサイズ、低消費電力を実現している。
  • ※76DoF（6 Degrees of Freedom）：3次元において物体が取り得る動きの自由度のこと。

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ムラタについて

村田製作所はセラミックスをベースとした電子部品の開発・生産・販売を行っている世界的な総合電子部品メーカーです。独自に開発、蓄積している材料開発、プロセス開発、商品設計、生産技術、それらをサポートするソフトウェアや分析・評価などの技術基盤で独創的な製品を創出し、エレクトロニクス社会の発展に貢献していきます。

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