三厘米見方的“神秘”小黑盒，安裝在無(wú)人機(jī)上就可以實(shí)現(xiàn)姿態(tài)控制，用于汽車則能夠?qū)崿F(xiàn)安全氣囊的彈出檢測(cè)、車載定位，還可以適用于運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)、行人定位、室內(nèi)定位甚至航空航天等領(lǐng)域……這個(gè)“神秘”小黑盒由蘇州大學(xué)電子信息學(xué)院的三名本科生朱辰霄、裘紅翠、戴瑄辰發(fā)明，記者今天了解到，在學(xué)院徐祥老師的指導(dǎo)下，這支本科生科研計(jì)劃小組順利完成了研究成果“陣列式微慣性測(cè)量組件”，據(jù)悉，該組件已經(jīng)申請(qǐng)了一項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利，登記了兩項(xiàng)軟件著作權(quán)。

“神秘”小黑盒內(nèi)的組件可以測(cè)量載體的運(yùn)動(dòng)加速度和旋轉(zhuǎn)角速度。其中，運(yùn)動(dòng)加速度由加速度計(jì)獲取，旋轉(zhuǎn)角速度由陀螺儀采集。里面也別有洞天，PCB板上分布著32個(gè)小芯片和1塊大芯片，分別是消費(fèi)級(jí)微慣性傳感器和主控芯片STM32。就是這樣32個(gè)精度低、價(jià)格便宜的消費(fèi)級(jí)慣性傳感器，通過該團(tuán)隊(duì)對(duì)其基于并行數(shù)據(jù)采集結(jié)構(gòu)的陣列化電路設(shè)計(jì)，竟搖身一變，精度相對(duì)提升近6倍，可媲美工業(yè)級(jí)的慣性測(cè)量單元。

“目前高精度工業(yè)級(jí)慣性傳感器主要來自于國(guó)外，對(duì)我國(guó)智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來了現(xiàn)實(shí)困難，在設(shè)計(jì)高精度慣性傳感器的思路方面，國(guó)外廠商主要研究如何優(yōu)化慣性傳感器敏感單元的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以此獲得更高的精度，但是缺點(diǎn)也十分明顯——傳感器的體積、功耗和成本增大。而我們團(tuán)隊(duì)則利用低價(jià)格、低精度傳感器進(jìn)行陣列化的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了低成本、高精度的測(cè)量。”團(tuán)隊(duì)成員朱辰霄介紹道。

據(jù)指導(dǎo)老師徐祥介紹，這支本科生科研計(jì)劃小組早在2020年就做出了小黑盒的第一版樣品，中間歷經(jīng)了幾輪測(cè)試、改進(jìn)，于2021年下半年形成了如今比較成熟的作品，“在項(xiàng)目研發(fā)中，同學(xué)們可以更好地了解電子設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)電路設(shè)計(jì)、信號(hào)處理有更深刻地認(rèn)識(shí)了解。”指導(dǎo)老師徐祥說，“目前項(xiàng)目組采用的是國(guó)外進(jìn)口的低精度慣性傳感器，價(jià)格低也不存在出口限制、供應(yīng)短缺等問題，但我們已經(jīng)開始嘗試使用國(guó)產(chǎn)低精度慣性傳感器實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量，今后我們還需要解決更多的技術(shù)性問題，比如溫度處理、高精度的信號(hào)標(biāo)定等，希望以后可以研發(fā)出滿足工業(yè)級(jí)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和要求的比肩國(guó)外同級(jí)別的慣性傳感器?！?

（來源：江蘇廣電融媒體新聞中心/沈一秀 通訊員/邢淑敏 編輯/玉潔）