会社ブログについて ST LSM6DSV16X 6軸IMU 搭載AIとセンサー融合 ドローン向け

Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd. は、ST の 6軸慣性計測ユニット (IMU) である LSM6DSV16X の供給とリサイクルを行っています。この IMU は、人工知能とセンサーフュージョン機能を内蔵しており、ドローン用途に適しています。I. LSM6DSV16X コアハードウェアアーキテクチャ：動的なドローン飛行シナリオに最適化された高精度6軸センシング

LSM6DSV16X は、ST の次世代トリプルコア独立チャネルアーキテクチャを採用し、3軸デジタル加速度計と3軸デジタルジャイロスコープを統合しています。6つのセンシング次元で、線形運動、傾斜角、角速度の変化を含むコア飛行データを同時にキャプチャします。ハードウェアパフォーマンスは、高速マヌーバー、動的なホバリング、急速な姿勢遷移など、ドローンの運用特性に合わせて完全に最適化されています。従来の6軸 IMU と比較して、このチップは、ユーザーインタラクション、光学式画像安定化、電子式画像安定化のための専用処理チャネルを備えています。各チャネルは、フィルターパラメータ、サンプリングレート、および動作モードの独立した構成を可能にし、データクロストークを効果的に軽減し、複雑な飛行条件下でのデータの純度と安定性を確保します。II. 内蔵埋め込み AI コンピューティングパワーを備えた LSM6DSV16X：エッジでの自律的なモーション認識、フライトコントローラーの負荷軽減

LSM6DSV16X の最も重要な差別化された利点は、組み込み機械学習コア (MLC 2.1) とバージョン 2.0 の有限ステートマシン (FSM) を統合していることです。これにより、真にインテリジェントな AI センシングチップとなり、「センサーがデータを収集し、メインコントローラーがフルスケール処理を実行する」という従来のドローン運用モデルを根本的に変革します。従来のドローン飛行制御システムは、慣性データのノイズ除去、特徴抽出、モーション状態の決定などの複雑な計算を実行するために、メインコントロールチップに依存しています。これは、メインコントローラーの処理能力を大幅に消費するだけでなく、データ伝送と処理の遅延を引き起こし、飛行応答時間に影響を与えます。III. LSM6DSV16X ネイティブセンサーフュージョン技術：ドローン姿勢ドリフトの解決とナビゲーション精度の向上

ドローン飛行制御における主な課題は、単一ソースの慣性データが温度、気流、機械的振動の影響を受けやすいという事実です。長時間の飛行は深刻な姿勢ドリフトを引き起こし、ホバリング偏差、ルート偏差、姿勢不安定性につながる可能性があります。LSM6DSV16X は、ST の独自の低消費電力センサーフュージョン (SFLP) エンジンを搭載しており、外部フュージョンアルゴリズムやメインコントローラーのコンピューティングパワーを必要とせずに、6軸慣性データのリアルタイムフュージョンとキャリブレーションを自律的に実行できます。

このセンサーフュージョン機能により、加速度計とジャイロスコープのデータのリアルタイム補完キャリブレーションが可能になり、温度ドリフト、機械的振動、環境干渉による測定誤差を自動的に補正しながら、姿勢計算結果を動的に最適化し、高精度のピッチ、ロール、ヨー角データを継続的に出力します。従来の外部アルゴリズムフュージョンソリューションと比較して、チップのネイティブフュージョンエンジンは消費電力が少なく、応答が速く、安定性が高くなっています。長時間のドローン飛行中の姿勢ドリフトを効果的に抑制し、ホバリング精度、飛行経路安定性、および位置精度を大幅に向上させます。さらに、フュージョンエンジンは適応自己構成 (ASC) をサポートしており、飛行条件に基づいてフィルターモードと計算精度を自動的に切り替え、高速マヌーバーシナリオでの応答速度と低速ホバリング中の安定性のバランスを取ります。LSM6DSV16X は、I2C、SPI、I3C 1.1、TDM を含む複数の通信インターフェイスをサポートする包括的なハードウェア適応性を提供します。主流の UAV 飛行制御ハードウェアアーキテクチャと互換性があり、コンシューマー向け空撮ドローン、農業用作物保護ドローン、小型検査ドローンなど、さまざまな UAV モデルのハードウェア開発要件に迅速に対応できるため、R&D サイクルと適応コストを削減できます。このチップは、包括的なハードウェアイベント検出機能を統合し、6D/4D 姿勢方向、高/低 G フォース衝撃検出、ウェイクアップ/スリープトリガーなどの構成可能な割り込み機能をサポートしています。これらは、姿勢異常アラーム、落下保護、電源オフスリープモードなどの安全機能を実装するドローンを支援し、飛行安全性を向上させます。

信頼性の面では、このチップは成熟した MEMS パッケージングプロセスを採用しており、振動、衝撃、温度変動に対する優れた耐性を備えています。屋外の高低温、乱気流、機械的振動などの複雑なドローン飛行条件に適応でき、データ取得と処理の安定性は、標準的なコンシューマー向け IMU をはるかに超えています。さらに、このチップは超低消費電力スタンバイと動的な消費電力調整をサポートしており、ドローンの飛行ステータスに応じて動作モードをインテリジェントに切り替えることで、全体的な消費電力を効果的に削減し、ドローンの飛行時間を延長します。高精度センシング、エッジ AI 処理、ネイティブセンサーフュージョンという 3つのコア機能 leverages することで、LSM6DSV16X はドローン飛行制御とインテリジェントなアップグレードを包括的に強化し、幅広いコアアプリケーションシナリオをカバーしています。

1. 高精度姿勢安定化：6軸データフュージョンとリアルタイムエラーキャリブレーションにより、システムは正確なホバリング、スムーズな旋回、高速マヌーバー中の安定した姿勢を実現し、飛行振動とドリフトを排除し、空撮映像の安定性とフライトコントロールの応答性を大幅に向上させます。

2. 軽量インテリジェントフライトコントロールソリューション：オンデバイス AI がモーションステータス認識と姿勢計算を自律的に実行し、メインフライトコントロールユニットの計算負荷を軽減し、コンパクトで軽量なドローン設計の開発を容易にし、ポータブルコンシューマー向けドローンの R&D 要件を満たします。4. 正確なルートナビゲーション：低ドリフトで高精度の姿勢データを継続的に出力します。GPS や気圧計などの外部デバイスと組み合わせて、マルチセンサーフュージョンナビゲーションを可能にし、ドローンの静止巡航、軌道飛行、自動帰還機能の精度と安定性を向上させます。

5. インテリジェント飛行シナリオ適応：カスタマイズ可能な AI モデルを通じて、ジェスチャーコントロール、モーション追跡、シナリオベースの飛行モード切り替えなどのインテリジェント機能を有効にし、ドローンのインテリジェントアプリケーションシナリオを豊かにします。ST の LSM6DSV16X は、高精度慣性センシング、組み込み AI エッジコンピューティング、ネイティブ低消費電力センサーフュージョンという 3つのコア機能を統合することで、従来の6軸 IMU の機能的制限を克服しています。ドローンの飛行姿勢ドリフトや安定性の低さといった業界の課題に対処するだけでなく、オンデバイスのインテリジェント処理を通じてフライトコントロールシステムのハードウェアおよびアルゴリズムコストを削減します。高精度、低消費電力、高安定性、および容易な統合により、コンシューマー向け空撮、農業用作物保護、屋外検査など、さまざまな種類のドローンのフライトコントロール要件に最適です。これは、より軽量で、よりスマートで、より高精度のドローンへの現在のトレンドに対応するコアセンサーソリューションを表しています。