汽车传感器为了实现更安全的驾驶而奋斗

二维传感技术使系统制造商能够将小型触摸传感器嵌入方向盘中，可以检测手势，如单指敲击或滑动，或更复杂的两个手指捏合和旋转，这样驾驶员就不需要调整各种设置就可以将手从方向盘上移开。虽然驾驶员监控系统和更好的HMI有助于提高驾驶安全性，但进一步改进现有传感器有助于提高准确性，最大限度地减少自动化功能的大小(如雨刮器控制和X-by-wire系统(如制动和加速器控制))。

安全是新传感器开发的主要驱动力。为了减少道路事故，车辆不仅要负责管理自己的关键安全系统，还要帮助应对驾驶员疲劳，帮助集中注意力，减轻压力。事实上，驾驶员疲劳是当今约20%道路事故的一个因素，其中很大一部分往往是严重或致命的，因为疲劳通常表现为微睡眠，在此期间驾驶员几乎没有或没有刹车或刹车能力。指导以减少影响。

驾驶员监控系统倾向于将转向行为作为疲劳指标进行测量。幸运的是，线路控制转向系统已经从高分辨率传感器捕获了角度位置和速度信息。高速接口允许主机微控制器捕获和处理传感器数据，而一些传感器具有内置处理功能，以减少主机负载。

驾驶员疲劳的早期迹象包括几乎没有长时间的转向活动，偶尔会出现轻微但突然的纠正。驾驶员感知算法可以将转向传感器数据与其他信息（如转向信号的使用、行程长度和一天中的时间）结合起来，以计算疲劳程度，并在疲劳程度超过预测时发出警告。设置阈值：一些驾驶员可能熟悉仪表板上的咖啡杯符号，这是休息的常见提示。

其他检测驾驶员疲劳的方法包括使用3D成像技术监测驾驶员头部和眼睛的位置和运动。与传统的基于对比度的接近传感器相比，借助机舱中的这种技术，结合摄像机和其他探测器（如飞行时间接近传感器），它们可以更准确地测量物体的距离，其他增值功能也是可能的。结合地理信息和人工智能，车辆可以识别驾驶员可能看到的物体（如施工现场），并自动提供信息，例如这是什么建筑？当驾驶员提出问题时。对于更高级别的自动驾驶员（SAE定义的4级和5级），3D图像传感器和接近飞行时间的传感器也非常重要。

在驾驶员行为量表的另一端，压力，如时间压力，将转化为超速和不稳定驾驶。使用红外传感器检测过度压力迹象的技术可以与其他车辆系统连接，以对抗这些影响。随着基于LED的可调车内照明的出现，车辆可以独立调整光强和光谱内容，使其倾向于平静的蓝色波长，从而促进更安全的驾驶。

提高舒适性和帮助注意力的进一步创新包括所谓的健康座椅。AD537JD传感器是这种创新的核心，利用先进的技术对驾驶员的心率或呼吸等重要生命体征进行非侵入性监测。压力传感器已被广泛用于辅助腰部支撑。事实上，它们被用于整个车辆的许多部位，如安全气囊控制和LPG（液化石油气）燃油压力监测。

感应非接触式HMI

通过使驾驶员能够与信息娱乐或照明等内部设备自然交互，可以进一步提高安全性。中控台触摸屏的出现为调谐收音机提供了一种新的、更直观的方式，选择音乐或调节气候设置，但显然还有改进的空间。2D甚至3D手势感应可以用来帮助驾驶员专注于道路，而不是伸出手触摸屏幕上选定的区域。这种手势控制系统也可以引入额外的控制，如窗户打开或屋顶位置。

二维传感技术使系统制造商能够将小型触摸传感器嵌入方向盘中，可以检测手势，如单指敲击或滑动，或更复杂的两个手指捏合和旋转，这样驾驶员就不需要调整各种设置就可以将手从方向盘上移开。

另一方面，3D传感器更进一步，允许驾驶员使用更大的空中手势进行选择，而空中手势进行选择。技术挑战包括使这些类型的系统能够区分一般的手部动作和故意的手势，这些手势应该被解释为命令。一些供应商使用隐马尔可夫模型来解决软件中的这个问题。

改良品种

虽然驾驶员监控系统和更好的HMI有助于提高驾驶安全性，但进一步改进现有传感器有助于提高准确性，最大限度地减少自动化功能的大小(如雨刮器控制和X-by-wire系统(如制动和加速器控制))。

例如，为了改进雨刮器的控制，先进的测量算法成功地提高了对干扰、老化或表面污染等闪烁光源的抗干扰程度，改进的监测技术增强了湿度检测，并允许更小的传感器形状尺寸。

三维磁感应有助于降低整个车辆的外观尺寸，如踏板、变速杆和变速器中运动部件的位置感应。非接触式三维磁传感器通过使用电位计或光学系统取代传统的位置传感器机制，消除了磨损或污染造成的错误，确保了高温下的稳定测量，节省了空间。

对汽车MEMS(微机电系统)传感器的需求持续强劲增长，包括加速度计、陀螺仪和压力传感器。如今，大约100个传感器节点中有三分之一是基于MEMS技术全球汽车MEMS传感器市场分析和预测ets.com发布的全球汽车MEMS传感器市场分析和预测，到2022年，复合年增长率将继续增长13%左右。这些设备是TPMS、轮速传感或电子驻车制动系统、稳定性控制、碰撞检测和记录等关键系统的驱动因素。

这些只是传感器制造商和一流的汽车供应商创先进和高价值传感器解决方案的几个机会。这些解决方案可以提高车辆提供的安全性和可靠性以及整体车主/驾驶员体验。当然，跟上标准的最新发展是非常重要的。随着现代汽车电气化程度的提高，将重点放在ISO11452-08等标准上，该标准管理系统可以免疫车辆内部或外部磁场。新的连接规范，如PSI5传感器接口，也正在出现。PSI5还通过高达125kbit/s的运行速度（比LIN快）实现更高性能的传感器连接，并通过其经济的二线协议节省成本和重量。

再往前走

展望未来，正在出现智能传感器进一步提高车辆安全性和可靠性的令人兴奋的可能性。在不增加铜线和连接器重量和成本的情况下，通过无线连接向车辆引入额外的传感器。

例如，弗劳恩·霍夫研究所正在进行许多汽车研究项目，包括嵌入式表面传感器，用于监测轮胎或车辆的皮肤状况，以便在潜在故障出现之前很长一段时间内检测到异常。除了已建立的无线轮胎压力监测系统（通过将LF接收器、RF发射器和微控制器结合在一个封装中，它们本身正在向更高的集成度发展）外，Fraunhofer的嵌入式皮肤表面传感器可以检测轮胎壁或胎面的潜在损坏，然后故障或排气。

安福利与领先的传感器制造商合作，使用最新的传感器技术，帮助开发尖端的客户解决方案。这些传感器不仅包括光学、磁性和电容传感器，还包括广泛用于停车辅助和自动停车系统的超声波传感器，MEMS传感器用于整个车辆的运动和位置传感，以及传统的霍尔效应和光学传感器，以及压力传感器。考虑到长期的可用性和获得制造商支持的方式，选择和设计最合适的部件，涵盖从工程到供应链的生命周期非常重要。

结论

通过以负担得起的价格增加更高的智能和便利性，连续几代车辆显著提高了乘客和其他道路用户的安全性。今天的主要需求是驾驶辅助功能，旨在提高安全性和舒适性。通过先进的传感技术，以及传统传感器和传感机制的改进，可以实现更好的性能、更高的准确性和可靠性以及宝贵的空间节约。