預計到2020年，大量中檔車輛將配備自動駕駛2級系統(tǒng)，到2025年或之后，商用和高端車輛上將安裝3級和4級系統(tǒng)。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(zhàn)，其中一項挑戰(zhàn)是航位推算。

自動駕駛系統(tǒng)的發(fā)展正在快速推進，目的是創(chuàng)建一個在機動性方面具備全新概念的社會。然而，要實現(xiàn)2級以上的高水平自動駕駛技術(shù)，需要采用各種技術(shù)來完成航位推算和3D定位。TDK是一家能夠提供各種復雜的傳感器融合的制造商，其傳感器融合可實現(xiàn)將多個獨立傳感器組合到一起所無法實現(xiàn)的功能，持續(xù)引領先進技術(shù)的發(fā)展。TDK利用其在這一領域的優(yōu)勢，提供運動傳感器和InvenSense品牌下新開發(fā)的Coursa Drive軟件以及大氣壓傳感器，支持實現(xiàn)2級以上的自動化駕駛技術(shù)。

航位推算和3D定位在超越2級自動駕駛上面臨的挑戰(zhàn)

自動駕駛六級分類（0至5級）由美國汽車工程師協(xié)會（SAE)制定，現(xiàn)已在全球范圍內(nèi)采用。預計從2020年起，大量中檔車輛將配備2級系統(tǒng)，同時預計在2025年或之后，將在商用和高端車輛上安裝3級和4級系統(tǒng)。

3級及以上級別可稱為真正的自動駕駛，也就是無人駕駛。這是因為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(quán)交給車輛，以便自己執(zhí)行查看電子郵件等簡單的任務。

圖1：自動駕駛水平。（來源：自動駕駛水平定義概述（SAE International J3016），《2017年公共-私人ITS計劃/路線圖》，日本內(nèi)閣府）

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(zhàn)，其中一項挑戰(zhàn)就是航位推算。即使在全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS)范圍之外的環(huán)境中[例如全球定位系統(tǒng)(GPS)]，航位推算軟件也會對來自一系列傳感器的數(shù)據(jù)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(fā)展傳感器和軟件技術(shù)來提升功能，以便將現(xiàn)有導航系統(tǒng)的水平提升到自動駕駛水平。

提升自動駕駛的另一項挑戰(zhàn)是需要使用3D數(shù)字地圖對傳統(tǒng)導航系統(tǒng)的2D地圖進行補充，該3D數(shù)字地圖可顯示呈現(xiàn)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(guān)的數(shù)據(jù)。目前在世界各地都正在開發(fā)和建立三維數(shù)字地圖（也稱為3D動態(tài)地圖）3，這種地圖不但能顯示3D定位數(shù)據(jù)，還能顯示各種動態(tài)變化因素，例如交通信號、行人和附近的車輛。隨著5G電信服務的推出，這種技術(shù)預計將在不久的將來初具規(guī)模。

由運動傳感器、先進軟件和大氣壓傳感器提供支持的復雜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為重要。由于彎道、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(fā)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(nèi)6軸運動傳感器，它利用MEMS制造技術(shù)將3軸加速度傳感器與3軸陀螺儀傳感器封裝在一起。產(chǎn)品運行溫度范圍從-40℃到+105℃，目前已售出的大量設備足以證明其卓越品質(zhì)，且產(chǎn)品在世界各地均獲得極高評價。

新開發(fā)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(xié)助在GNSS信號范圍之外及信號中斷的環(huán)境中（例如隧道、地下停車場和多個建筑物之間的“城市峽谷”）進行自動駕駛。TDK 通過將運動傳感器與Coursa Drive相結(jié)合的傳感器融合技術(shù)，在航位推算技術(shù)方面取得了顯著進展。

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(yōu)異的溫度穩(wěn)定性。這些傳感器通過將從3D動態(tài)地圖獲得的數(shù)據(jù)添加到大氣壓傳感器檢測到的海拔差異數(shù)據(jù)中，實現(xiàn)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(shù)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(xiàn)這種融合效果。

圖2：運動傳感器和Coursa Drive提供支持航位推算技術(shù)

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(shù)，即使在隧道中也能實現(xiàn)高度精確的定位。

圖3：TDK傳感器融合支持自動駕駛

圖4：IAM-20680HP 6軸運動傳感器

TDK IAM-20680HP6軸傳感器是IAM-20680的高性能版本，它將3軸陀螺儀傳感器和3軸加速度傳感器集成到LGA封裝中，尺寸僅為3×3×0.75毫米。