作者：Gina Roos，主編

隨著新技術(shù)和新特性的出現(xiàn)，汽車應(yīng)用的設(shè)計(jì)變得越來(lái)越具有挑戰(zhàn)性，這些新技術(shù)和特性正在推動(dòng)當(dāng)今汽車中使用的傳感器的數(shù)量和類型。兩個(gè)最新的，也許是最大的驅(qū)動(dòng)程序是自動(dòng)駕駛和安全系統(tǒng)。

車輛配備了一系列傳感器，用于測(cè)量壓力、溫度、位置、速度、濕度和占用等信息，以及用于高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS) 和攝像頭的越來(lái)越多的傳感器。以下是用于各種汽車應(yīng)用的 10 個(gè)傳感器（不按任何特定順序）的選擇，可以幫助您為下一個(gè)設(shè)計(jì)指明正確的方向。

1. OmniVision OV9284全局快門圖像傳感器OmniVision Technologies Inc. 的 OV9284 1 兆像素全局快門圖像傳感器達(dá)到了車內(nèi)監(jiān)控采用的標(biāo)志，提供小尺寸、低功耗和出色的近紅外 (NIR) 量子效率（QE）。針對(duì) 3 級(jí)半自動(dòng)駕駛汽車的新安全法規(guī)，其中駕駛員狀態(tài)監(jiān)控 (DSM) 用于跟蹤駕駛員的眼睛注視，OmniVision 聲稱 OV9284 在駕駛員監(jiān)控圖像傳感器中提供了業(yè)界最佳的 NIR 量子效率 -在 940 納米處為 12%。

此外，每秒 60 幀 (fps) 的功耗為 90 mW，據(jù)稱比最接近的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手低 30%。采用OmniPixel 3-GS 技術(shù)的全局快門傳感器以??高達(dá) 120 fps 的視頻速度提供 1,280 × 800 分辨率，并采用 5,237 × 4,463-μm 芯片級(jí)封裝。

OmniVision 的 OV9284 為駕駛員狀態(tài)監(jiān)控應(yīng)用提供小尺寸、低功耗和出色的 NIR QE。

2. TDK IAM-20680 和IAM-20680HP IMU TDKCorp. 通過其InvenSense 子公司推出了新的汽車高精度MEMS 運(yùn)動(dòng)傳感器系列?！癕otionTracking”符合汽車標(biāo)準(zhǔn)的IAM-20680 和 IAM-20680HP六軸慣性測(cè)量單元 (IMU) 有助于提高車輛在 GNSS 和 GPS 較差的環(huán)境中的絕對(duì)位置，例如隧道、停車場(chǎng)和城市峽谷。TDK 表示，這些 MEMS 傳感器可用于在衛(wèi)星信號(hào)較差或不存在時(shí)改進(jìn)對(duì)車輛位置、方向和速度的估計(jì)，并在衛(wèi)星信號(hào)較強(qiáng)時(shí)提高位置估計(jì)的質(zhì)量。 .

IAM-20680 被吹捧為最小的六軸汽車級(jí)傳感器（結(jié)合了三軸陀螺儀和三軸加速度計(jì)），據(jù)稱是業(yè)內(nèi)唯一具有 16 位加速度計(jì)和 16 位陀螺儀系列的設(shè)備-今天的量產(chǎn)車。工作溫度范圍為 –40°C 至 85°C。如果您正在尋找更強(qiáng)大和更高溫度范圍的 IMU，IAM-20680HP 是 IAM-20680 的高性能版本，可提供 –40°C 至 105°C 的擴(kuò)展工作溫度范圍和高陀螺儀和抵消熱穩(wěn)定性。它與 IAM-20680 的引腳、封裝和寄存器兼容。

此外，IAM-20680 和 IAM-20680HP 被設(shè)計(jì)成新的 InvenSense Coursa Drive 軟件解決方案，這是面向自動(dòng)駕駛汽車 (AV) 平臺(tái)開發(fā)人員的慣性輔助定位軟件。Coursa Drive 是InvenSense 定位庫(kù)(IPL)的高性能擴(kuò)展；它將僅慣性車輛的定位提高到 <0.2% 的行駛距離。這種精度是在 GNSS/感知系統(tǒng)環(huán)境中保持分米車道級(jí)車輛定位所必需的。

TDK 的六軸 IAM-20680HP 和 IAM-20680 提供出色的溫度穩(wěn)定性，可在具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境中進(jìn)行導(dǎo)航駕駛，并提供低靈敏度誤差以保持汽車正確轉(zhuǎn)向。

3. Vishay VCNL4030X01光學(xué)傳感器Vishay Semiconductors?VCNL4030X01?在小型 4 × 2.36 × 0.75-mm 表面貼裝封裝中結(jié)合了用于接近和環(huán)境光的光電探測(cè)器、信號(hào)調(diào)理 IC、16 位 ADC 和大功率 IRED ，節(jié)省電路板空間并提高多傳感器應(yīng)用的設(shè)計(jì)靈活性。符合 AEC-Q101 標(biāo)準(zhǔn)的接近和環(huán)境光傳感器用途廣泛，可用于許多應(yīng)用，包括移動(dòng)設(shè)備、智能家居、工業(yè)和汽車。

Vishay 表示，使用該公司的 Filtron 技術(shù)，它可以使環(huán)境光譜靈敏度接近人眼，同時(shí)提供出色的背景光消除能力。此外，傳感器還提供可編程中斷功能，可以設(shè)置高閾值和低閾值以降低整體功耗。

VCNL4030X01 的內(nèi)置環(huán)境光光電二極管提供 0.004 lx 至 4.2 klx 的檢測(cè)范圍，這允許該設(shè)備在黑暗或高透明度鏡頭設(shè)計(jì)中運(yùn)行。VCNL4030X01 的接近傳感器使用智能消除來(lái)消除串?dāng)_，智能持久性方案可在檢測(cè)到物體時(shí)提供快速響應(yīng)時(shí)間和準(zhǔn)確性。該設(shè)備可以檢測(cè)距離達(dá) 300 毫米的物體。

Vishay Semiconductors?VCNL4030X01?在小型表面貼裝封裝中結(jié)合了用于接近和環(huán)境光的光電探測(cè)器、信號(hào)調(diào)理 IC、16 位 ADC 和大功率 IRED。

4. STMicroelectronics VG5661?和?VG5761全局快門圖像傳感器另外兩個(gè)針對(duì)汽車安全系統(tǒng)的傳感器是 ST 用于駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)的 VG5661 和 VG5761 全局快門圖像傳感器。它們捕捉攝像頭照亮的場(chǎng)景，消除陽(yáng)光或街道照明等外部影響，以增強(qiáng)車輛乘員監(jiān)控并改善駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)，尤其是在接近 940 nm 的近紅外照明下。這些傳感器還可用于新功能應(yīng)用，例如評(píng)估駕駛員注意力、乘客舒適度或兒童行為。

VG5661 和 VG5761 是 1.6-megapixel 和 2.3-megapixel 汽車傳感器。ST 的汽車全局快門像素設(shè)計(jì)有兩個(gè)存儲(chǔ)單元和 3.2 μm 的小像素尺寸，即使在具有挑戰(zhàn)性的條件下，也能提供更清晰的圖像的小尺寸和更高的分辨率。兩個(gè)存儲(chǔ)區(qū)提供雙圖像存儲(chǔ)，可實(shí)現(xiàn)高達(dá) 98 dB 的線性高動(dòng)態(tài)范圍或無(wú)滯后效應(yīng)的背景去除。它還消除了主機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行額外處理的需要。近紅外波長(zhǎng)的高動(dòng)態(tài)范圍和高調(diào)制傳遞函數(shù)可最大限度地減少自然光源的干擾。這些傳感器符合 AEC-Q100 2 級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，并包含符合汽車安全標(biāo)準(zhǔn) ISO 26262 的 ASIL-B 攝像頭系統(tǒng)所需的安全完整性功能。

STMicroelectronics 的 VG5661 和 VG5761 采用標(biāo)準(zhǔn) BGA 封裝或作為裸片直接集成到汽車 OEM 系統(tǒng)中。

5. ams AS5200L位置傳感器適用于需要高精度、冗余和小尺寸的安全關(guān)鍵型汽車應(yīng)用，具有 I 2 C 接口的 ams 雙芯片 AS5200L 磁性旋轉(zhuǎn)位置傳感器符合 AEC-Q100 1 級(jí)標(biāo)準(zhǔn). 目標(biāo)應(yīng)用包括電動(dòng)動(dòng)力總成線控驅(qū)動(dòng)控制功能，例如用于傳統(tǒng)桿式和旋轉(zhuǎn)式換檔器以及踏板應(yīng)用的線控?fù)Q檔。

AS5200L 具有對(duì)雜散磁場(chǎng)的固有免疫力，因此可在嘈雜的磁場(chǎng)環(huán)境中提供高度準(zhǔn)確和可重復(fù)的測(cè)量。這些裸片采用堆疊配置，這意味著它們可以與單個(gè)小型目標(biāo)磁鐵配對(duì)，同時(shí)從每個(gè)裸片提供相同的測(cè)量輸出。每個(gè)裸片的獨(dú)立封裝引腳可防止器件中的電氣故障影響兩個(gè)裸片。

ams 汽車級(jí)傳感器采用 MLF-16 封裝，專為混合動(dòng)力、電池供電和傳統(tǒng)車輛中的換檔器位置檢測(cè)而設(shè)計(jì)。

6. 德州儀器AWR1642 傳感器雖然是一年多前推出的，德州儀器的汽車毫米波傳感器仍然值得一提，適用于包括長(zhǎng)、短程和中程雷達(dá)在內(nèi)的 ADAS 應(yīng)用。符合汽車標(biāo)準(zhǔn)且高度集成的超寬帶 AWR1642 毫米波傳感器還可用于檢測(cè)門和行李箱附近的自由空間和障礙物、機(jī)艙內(nèi)的占用檢測(cè)、入侵者警報(bào)和更智能的自動(dòng)泊車。

該單芯片解決方案 FMCW 雷達(dá)傳感器工作在 76 至 81GHz 頻段，包括 DSP 子系統(tǒng)，其中包含用于雷達(dá)信號(hào)處理的 TI C674x DSP 和用于無(wú)線電配置、控制和校準(zhǔn)的基于 Arm R4F 的處理器子系統(tǒng)。該芯片采用 0.65 毫米間距、161 引腳 10.4 × 10.4 毫米倒裝芯片 BGA 封裝。可以使用軟件開發(fā)工具包、示例配置和其他設(shè)計(jì)資源來(lái)加快開發(fā)時(shí)間。一個(gè)示例是車輛乘員檢測(cè)參考設(shè)計(jì)，它提供了系統(tǒng)級(jí)概述和軟件示例，用于使用 AWR1642 傳感器檢測(cè)車內(nèi)人員。

7. Velodyne VelaDome、Velarray 和 VellaLiDAR 傳感器將在 ADAS 和自動(dòng)駕駛汽車中必不可少，但存在一些限制，特別是在成本和技術(shù)問題領(lǐng)域，例如范圍和分辨率（參見“自動(dòng)駕駛汽車和關(guān)于激光雷達(dá)傳感器”）。Velodyne Lidar 是一家在先進(jìn)駕駛安全系統(tǒng)的激光雷達(dá)傳感器技術(shù)方面取得重大進(jìn)展的公司。盡管缺少產(chǎn)品規(guī)格，但值得關(guān)注 Velodyne 的最新產(chǎn)品 - VelaDome、Velarray 和 Vella。

VelaDome 被吹捧為業(yè)界首款寬視場(chǎng)短距離傳感器，是一款小型嵌入式 LiDAR，可用于近距物體避讓和盲點(diǎn)監(jiān)測(cè)，提供 180° × 180° 超寬圖像并檢測(cè)近距物體0.1 米。

Vella 是該公司的 ADAS 解決方案，由方向視圖（白天或夜晚）Velarray LiDAR 傳感器提供支持。它有望在高速公路上實(shí)現(xiàn)更快的物體識(shí)別和更長(zhǎng)的制動(dòng)距離。目標(biāo)應(yīng)用包括車道保持輔助、自動(dòng)緊急制動(dòng) (AEB) 和自適應(yīng)巡航控制。

8. ACEINNA IMU381ZA IMU像ACEINNA的IMU381ZA IMU這樣的集成慣性傳感模塊可以在單個(gè)組件中替換多個(gè)傳感功能，節(jié)省空間，減少材料清單，降低成本和開發(fā)時(shí)間。

六自由度 (DOF)（帶有可選的三軸磁傳感器）IMU381ZA 可測(cè)量高達(dá) 4 g 的加速度，提供 3-V 至 5.5-V 電源電壓，并在寬工作溫度范圍內(nèi)工作溫度范圍為 –40°C 至 85°C。此外，它采用 24 × 37 × 9.5 毫米的小尺寸封裝。提供標(biāo)準(zhǔn)和高范圍型號(hào)。兩種型號(hào)均提供評(píng)估套件。

9. Quanergy S3 固態(tài)激光雷達(dá)Quanergy Systems, Inc. 認(rèn)為固態(tài)激光雷達(dá)將有助于降低激光雷達(dá)解決方案的成本。由于沒有移動(dòng)部件，S3-2 還提供了高可靠性，同時(shí)需要更少的功率。該公司將其 S3 固態(tài) LiDAR 傳感器與其 QORTEX 對(duì)象分析軟件相結(jié)合，以分析 3D 點(diǎn)云數(shù)據(jù)，以執(zhí)行對(duì)象檢測(cè)、跟蹤和分類等安全關(guān)鍵功能。人工智能軟件可以根據(jù)一個(gè)或多個(gè) LiDAR 傳感器收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行物體檢測(cè)。

10. Vayyar 3D 圖像傳感器Vayyar Imaging 的 3D 圖像傳感器提供 360° 感應(yīng)，以了解車輛內(nèi)外發(fā)生的情況。該公司用于毫米波 3D 成像的片上系統(tǒng) (SoC) 集成了 72 個(gè)發(fā)射器和 72 個(gè)接收器，以及一個(gè)可實(shí)現(xiàn)高分辨率和高精度的高級(jí) DSP。SoC 涵蓋 3 GHz 至 81 GHz 的成像和雷達(dá)頻段。該芯片不需要外部 CPU 來(lái)執(zhí)行復(fù)雜的成像算法。此外，它可以在任何天氣或光照條件下運(yùn)行，這使其適用于汽車市場(chǎng)。

對(duì)于汽車內(nèi)外的 360° 感應(yīng)，傳感器可以檢測(cè)和監(jiān)控存在、位置、姿勢(shì)、距離、生命體征和障礙物。傳感器每秒可以檢測(cè)超過 15 萬(wàn)個(gè)興趣點(diǎn)。

審核編輯 黃昊宇