Kun puhutaan itseohjautuvista autoista, mieleen tulevat usein kamerat, tekoäly ja tehokkaat ajoneuvotietokoneet. Nämä järjestelmät eivät kuitenkaan toimi luotettavasti, ellei ajoneuvo tiedä tarkasti, missä se sijaitsee ja miten se liikkuu. Tämän haasteen parissa Muratan insinöörit työskentelevät päivittäin.

Murata suunnittelee ja valmistaa MEMS-teknologiaan perustuvia liikeantureita, joita hyödynnetään kehittyneissä kuljettajaa avustavissa järjestelmissä sekä autonomisessa ajamisessa. Anturit auttavat ajoneuvoa navigoimaan luotettavasti myös silloin, kun satelliittipaikannus ei ole käytettävissä.

Miksi tarkka paikannus on haastavaa?

GPS:n kaltaiset satelliittipaikannusjärjestelmät toimivat hyvin avoimilla alueilla, mutta liikenteessä olosuhteet vaihtelevat jatkuvasti. Tunnelit, korkeat rakennukset, sillat ja jopa tiheä puusto voivat heikentää satelliittisignaalia tai estää sen vastaanottamisen.

Ajoneuvon on kuitenkin pysyttävä tarkasti omalla kaistallaan, seurattava mutkia sujuvasti ja selviydyttävä turvallisesti monimutkaisista liikennetilanteista, joten pienilläkin paikannusvirheillä voi olla suuri vaikutus ajoturvallisuuteen. Siksi satelliittipaikannusta täydennetään autoon asennetuilla teknologioilla, kuten inertiamittausyksiköillä eli IMUilla (Inertial Measurement Unit). Niiden avulla ajoneuvon liikettä voidaan seurata myös ilman ulkoisia signaaleja.

Jatkuvaa liikkeen mittausta kaikissa tilanteissa

IMU yhdistää kiihtyvyys- ja kulmanopeusanturit, joiden avulla voidaan mitata auton kiihtyvyyttä, kääntymistä ja muita liikkeen muutoksia. Jatkuvan mittauksen avulla saadaan tarkka kuva ajoneuvon liikkeistä, mikä auttaa ylläpitämään luotettavaa paikannusta myös silloin, kun satelliittipaikannuksessa on häiriöitä.

Satelliittipaikannuksesta poiketen IMU

• toimii itsenäisesti ilman ulkoisia signaaleja
• jatkaa mittaamista tunneleissa ja tiiviisti rakennetussa kaupunkiympäristössä
• tuottaa tietoa auton liikkeestä erittäin tiheästi ja jatkuvasti.

Anturitietojen yhdistäminen parantaa turvallisuutta

Nykyaikaisissa ajoneuvoissa tietoa kerätään useista lähteistä, kuten GNSS**-satelliittipaikannuksesta, IMUista ja muista antureista kuten kameroista ja pyöränopeusantureista. Näiden tietojen yhdistämistä kutsutaan anturifuusioksi. Kun eri järjestelmien tuottama tieto yhdistetään, muodostuu mahdollisimman tarkka ja luotettava kokonaiskuva ajoneuvon sijainnista ja liikkeestä. Samalla voidaan paikata yksittäisten järjestelmien puutteita ja tukea korkeamman automaatiotason turvallisuusvaatimuksia.

Jotta IMU voi toimia luotettavana perustana muille järjestelmille, sen on tuotettava laadukasta mittaustietoa vaativissakin olosuhteissa. Anturien on kestettävä voimakasta tärinää, lämpötilan vaihteluita ja vuosien käyttöä säilyttäen samalla suorituskykynsä. Niiden on myös täytettävä autoteollisuuden tiukat laatuvaatimukset. Muratan MEMS-liikeanturit on suunniteltu täyttämään juuri nämä haastavat vaatimukset.

Pieni komponentti, tärkeä tehtävä

Kuljettaja harvoin näkee liikeantureita tai edes huomaa niiden toimintaa. Antureilla on kuitenkin keskeinen rooli ajoturvallisuuden kannalta. Muratan tehtävänä on edistää turvallisempaa, terveellisempää ja älykkäämpää maailmaa kehittämällä luotettavia ja innovatiivisia anturiratkaisuja. Itseohjautuva ajaminen on yksi konkreettinen esimerkki siitä, miten tämä tavoite toteutuu käytännössä.

Niilo Malinen
Product Manager

*MEMS = Microelectromechanical Systems
**GNSS = Global Navigation Satellite System