【应用】XSENS的微型惯性导航模块MTI-7汽车的嵌入式应用

随着DSRC、5G等智能网联技术的发展，被称为V2X（vehicle to everything）的汽车通信系统越来越成熟，包含车辆到车辆（V2V），车辆到基础设施（V2I），车辆到行人（V2P）和车辆到网络（V2N）等几个部分，汽车将与其他车辆、交通信号灯或停车位等基础设施通信，提供高精确低延迟的驾驶辅助。为了达到效果需要建立够多的RSU路测单元，并且为了应对突发情况，车辆OBU（On board Unit）车载单元同时会增加GNSS定位模块作为冗余补充功能。考虑到更复杂的现实情况，当汽车进入隧道等GNSS信号弱的环境下如何定位呢，这就需要车载OBU具有航迹推算（dead reckoning）功能，主流方案为通过惯性传感器模块实现，本文以XSENS的MTi-7模块为例简单介绍下惯性导航模块在车载V2X系统中的应用。

1、什么是惯性导航模块？

惯性导航模块，不依赖外部定位信息，通过自带的加速度、陀螺仪、地磁和气压高度等传感器检测加速度、角速度等信息，通过积分得出物体在惯性参考系中的速度、偏航角和位置等信息。以Xsens的1系列产品为例，根据模块功能分为IMU、VRU、AHRS和INU产品。IMU只提供校准过的加速度和角速度信息，VRU和AHRS提供翻滚角/俯仰角/偏航角信息，INU除了角度信息外搭配外置GNSS和气压传感器能输出位置和速度信息，功能越来越强大。航迹推算（dead reckoning）功能需要选择MTi-7（INU）产品，搭配外置的GNSS模块实现。

2、MTi-7介绍：

下图就是MTi-7的实物图，采用贴片封装的SOC模块，小尺寸12.1mm x 12.1mm，性价比高，非常适合量产应用。

3、MTi-7应用指南：

下图为MTi-7的应用框图，模块提供了外置GNSS和气压高度传感器的通讯接口，模块收集两者的信息，通过融合算法处理后，统一输出给控制单元。值得说明的是，由于V2X的定位精度需要厘米级，应该搭配支持RTK算法的GNSS模块单元。

随着自动驾驶技术的发展，各类汽车的信息交互系统也日趋成熟，车载中控屏也在原本显示的基础上加入了更多的功能。有客户在设计一款出租车嵌入式中控屏，采用个24V汽车电平供电，支持78-118MHz频段FM调频，内置惯导模块和超声波雷达测距，要求惯导模块支持GPS或北斗，I2C接口。

给客户推荐XSENS的微型惯性导航模块MTI-7-T，可支持多个GNSS接收机，通过先进传感器融合算法，可同步模块内置加速计、陀螺仪和磁力计的输入信息，进行高速结合和处理，以生成实时数据流，I2C、SPI或UART接口应用于主处理器上。采用微型SMD外形尺寸（12.1x12.1mm），具备小封装和低功耗等特点，非常适合用小体积，高集成度的应用场合的应用场合。

MTI-7-T在嵌入式中控屏中的优势：

1.内部包含三轴陀螺仪，三轴加速计，三轴磁力计，高精度晶体以及MCU，具备高集成度，可简化客户设计；

2.带宽255Hz，灵敏度0.001deg/s/g，量程范围2000deg/s，高精度，可实现精准测量；

3.静态功耗低至44mW@3.0V，能够有效降低整机系统功耗，提高电源利用率；

综上所述，XSENS的MTI-7-T非常适合用于汽车嵌入式应用中。