先進駕駛輔助系統(tǒng)(Advanced Driver Assistant System),簡稱ADAS,是利用安裝于車上的各式各樣的傳感器, 在第一時間收集車內(nèi)外的環(huán)境數(shù)據(jù), 進行靜、動態(tài)物體的辨識、偵測與追蹤等技術(shù)上的處理, 從而能夠讓駕駛者在最快的時間察覺可能發(fā)生的危險, 以引起注意和提高安全性的主動安全技術(shù)。
汽車傳感器
汽車傳感器裝備的目的不同,可以分為提升單車信息化水平的傳統(tǒng)微機電傳感器(MEMS)和為無人駕駛提供支持的智能傳感器兩大類。MEMS 在汽車各系統(tǒng)控制過程中進行信息的反饋,實現(xiàn)自動控制,是汽車的“神經(jīng)元”。而智能傳感器則直接向外界收集信息,是無人駕駛車輛的“眼睛”。
1.汽車智能化的根基——傳感器
傳感器是汽車電子控制系統(tǒng)的信息來源,是車輛電子控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)關(guān)鍵部件。傳感器通常由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和轉(zhuǎn)換電路組成,其中敏感元件是指傳感器中能直接感受或響應(yīng)被測量的部分,轉(zhuǎn)換元件是將上述非電量轉(zhuǎn)換成電參量,轉(zhuǎn)換電路的作用是將轉(zhuǎn)換元件輸出的電信號經(jīng)過處理轉(zhuǎn)換成便于處理、顯示、記錄和控制的部分。從目前汽車傳感器裝備的目的不同,可以分為提升單車信息化水平的傳統(tǒng)微機電傳感器和為無人駕駛提供支持的智能傳感器兩大類。
▲汽車傳感器的構(gòu)成
傳統(tǒng)傳感器:各個系統(tǒng)控制過程依靠傳感器,進行信息的反饋,實現(xiàn)自動控制工作,是汽車的“神經(jīng)元”。汽車傳統(tǒng)傳感器依照功能可以分為壓力傳感器、位置傳感器、溫度傳感器、加速度傳感器、角速度傳感器、流量傳感器、氣體濃度傳感器和液位傳感器等 8 類。汽車傳感器主要應(yīng)用于動力總成系統(tǒng),車身控制系統(tǒng)以及底盤系統(tǒng)中。汽車傳感器在這些系統(tǒng)中擔負著信息的采集和傳輸功用,它采集的信息由電控單元進行處理后,形成向執(zhí)行器發(fā)出的指令,完成電子控制。
▲傳統(tǒng)傳感器分類
智能傳感器:智能傳感器是無人駕駛車輛的“眼睛”。 汽車正在向一臺安全聯(lián)網(wǎng)的自動駕駛機器人快速演進,進行環(huán)境感知、規(guī)劃決策,最終實現(xiàn)安全抵達目的地。目前應(yīng)用于環(huán)境感知的主流傳感器產(chǎn)品主要包括激光雷達、毫米波雷達、超聲波雷達和攝像頭等四類。
▲智能傳感器分類
2. MEMS 傳感器:汽車微感官
MEMS 傳感器是在半導(dǎo)體制造技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來,采用微電子和微機械加工技術(shù)制造出來的新型傳感器。MEMS 傳感器廣泛應(yīng)用于電子車身穩(wěn)定程序(ESP)、防抱死(ABS)、電控懸掛(ECS)、胎壓監(jiān)控(TPMS) 等系統(tǒng)。其中,壓力傳感器、加速計、陀螺儀與流量傳感器是汽車中使用最多的 MEMS 傳感器,占汽車 MEMS 系統(tǒng)的 99%。
▲MEMS 應(yīng)用廣泛
▲MEMS 傳感器價值較為集中
MEMS 具有較為明顯的優(yōu)勢,是未來構(gòu)筑物聯(lián)網(wǎng)感知層傳感器的主要選擇之一,其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在:1)微型化、2)硅基加工工藝、3)批量生產(chǎn)、4)集成化。
1)微型化:MEMS 器件體積小,單個尺寸以毫米甚至微米作為計量單位,重量輕,耗能低。MEMS 更高的表面體積比(表面積比體積)可以提高表面?zhèn)鞲衅鞯拿舾谐潭取?
2)批量生產(chǎn):以單個 5mm5mm 尺寸的 MEMS 傳感器為例,用硅微加工工藝在一片 8英寸的硅片晶元上可同時切割出大約 1000 個 MEMS 芯片,批量生產(chǎn)可大大降低單個MEMS 的生產(chǎn)成本 。