向高端類IMU應用邁步—國產IMU技術應用分析

上一期中挑選了國外三家知名的IMU廠商的主流IMU產品進行盤點分析。可以看到，國外主流的IMU廠商都在精度和低耗上下足了功夫，同時都在發(fā)力向高端IMU市場進軍推出解決方案。

這一期我們將視線轉回國內，來看看國內MEMS廠商旗下產品。

早在2017年深迪半導體作為國內首家且批量生產消費類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生的應力，并進行輸出，還能準確分辨多次按捏和長捏的應力變化。SH3011優(yōu)質的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品無異。這一款IMU在TWS耳機和智能門鎖行業(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的工作范圍內能保持高分辨率，集中體現(xiàn)了深迪十多年的技術成果。

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)產品中靈敏度不落下風。加速度計的靈敏度同樣可以比肩一流。SH3001這一條產品線極大地完善了深迪在MEMS慣性領域的產品系列布局。

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

罕王電子于 2016 年收購了Maxim Integrated MEMS 業(yè)務、產品線和相關專利。目前旗下有三款主推的6軸IMU系列產品：HKE21100、HKE21105、HEK21106/V。

本文挑選HKE21105做分析。HKE21105是應用于智能手機、無人飛行控制單元、機器人領域的單片式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速度。在同類產品中HEK21106/V有最小的相位延遲，10Hz時~1.8°。

（HKE21105，圖源：罕王電子官網(wǎng)）

這個系列的IMU內置了嵌入式數(shù)字輸出溫度傳感器，能進行自動溫度補償，在整個溫度和時間范圍內保持超高的穩(wěn)定度。目前在無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，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產品，兼容新納開源IMU開發(fā)平臺。Open系列的產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用市場。

OpenIMU330B采用的三重冗余架構，結合小型、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。

作為應用在自動駕駛領域的IMU，330B集成了32位ARM M4 CPU帶浮點運算單元，同時內置了開源的卡爾曼濾波器。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。

隨著消費級市場的冗余，應用于汽車慣性導航、機器人、工業(yè)機械、農業(yè)機械、航空和航海等領域的高端類IMU將會成為國內MEMS廠商獲得競爭優(yōu)勢的關鍵因素。