三厘米见方的“神秘”小黑盒，安装在无人机上就可以实现姿态控制，用于汽车则能够实现安全气囊的弹出检测、车载定位，还可以适用于运动监测、行人定位、室内定位甚至航空航天等领域……这个“神秘”小黑盒由苏州大学电子信息学院的三名本科生朱辰霄、裘红翠、戴瑄辰发明，记者今天了解到，在学院徐祥老师的指导下，这支本科生科研计划小组顺利完成了研究成果“阵列式微惯性测量组件”，据悉，该组件已经申请了一项国家发明专利，登记了两项软件著作权。
“神秘”小黑盒内的组件可以测量载体的运动加速度和旋转角速度。其中，运动加速度由加速度计获取，旋转角速度由陀螺仪采集。里面也别有洞天，PCB板上分布着32个小芯片和1块大芯片，分别是消费级微惯性传感器和主控芯片STM32。就是这样32个精度低、价格便宜的消费级惯性传感器，通过该团队对其基于并行数据采集结构的阵列化电路设计，竟摇身一变，精度相对提升近6倍，可媲美工业级的惯性测量单元。
“目前高精度工业级惯性传感器主要来自于国外，对我国智能产业发展带来了现实困难，在设计高精度惯性传感器的思路方面，国外厂商主要研究如何优化惯性传感器敏感单元的结构设计，以此获得更高的精度，但是缺点也十分明显——传感器的体积、功耗和成本增大。而我们团队则利用低价格、低精度传感器进行阵列化的设计，实现了低成本、高精度的测量。”团队成员朱辰霄介绍道。
据指导老师徐祥介绍，这支本科生科研计划小组早在2020年就做出了小黑盒的第一版样品，中间历经了几轮测试、改进，于2021年下半年形成了如今比较成熟的作品，“在项目研发中，同学们可以更好地了解电子设计的基础知识，对电路设计、信号处理有更深刻地认识了解。”指导老师徐祥说，“目前项目组采用的是国外进口的低精度惯性传感器，价格低也不存在出口限制、供应短缺等问题，但我们已经开始尝试使用国产低精度惯性传感器实现高精度测量，今后我们还需要解决更多的技术性问题，比如温度处理、高精度的信号标定等，希望以后可以研发出满足工业级测试标准和要求的比肩国外同级别的惯性传感器。”
（来源：江苏广电融媒体新闻中心/沈一秀 通讯员/邢淑敏 编辑/玉洁）
