隨著新技術(shù)和新功能的不斷出現(xiàn)，汽車應(yīng)用設(shè)計變得越來越具挑戰(zhàn)性，從而推動了現(xiàn)今車用傳感器的數(shù)量和類型不斷增加。最新(也可能是最大)的兩個推動力就是自動駕駛和安全系統(tǒng)。

車輛中使用了一系列的傳感器，用來測量壓力、溫度、位置、速度、濕度和占用等參數(shù)，還有越來越多用于先進駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)和攝影鏡頭的傳感器。以下列出適于各種汽車應(yīng)用的10種傳感器(沒有任何特定順序)，也許可為工程師的下一次設(shè)計指引方向。

OmniVision OV9284

全局快門影像傳感器

OmniVision的OV9284100萬畫素全局快門影像傳感器針對車內(nèi)監(jiān)控市場，具有小尺寸、低功耗和出色的近紅外線(NIR)量子效率(QE)等特性。它符合L3級半自動駕駛車的新安全規(guī)定，其中駕駛狀態(tài)監(jiān)測(DSM)用于追蹤駕駛的視線。OmniVision稱，OV9284在駕駛監(jiān)控影像傳感器產(chǎn)品中具有最佳的NIR量子效率，在940nm處可達12%。

此外，在每秒60訊框(fps)時其功耗為90mW，據(jù)稱比最接近的競爭產(chǎn)品低30%。采用OmniPixel3-GS技術(shù)的全局快門傳感器在視訊速度高達120fps時可提供1,280×800的分辨率，它采用5,237×4,463μm芯片級封裝。

圖1OmniVision的OV9284可為駕駛狀態(tài)監(jiān)控應(yīng)用提供小尺寸、低功耗和出色的NIRQE功能。

TDK IAM-20680

和 IAM-20680HP IMU

TDK旗下子公司InvenSense推出了一系列新型車用高精準度MEMS運動傳感器。「運動追蹤」車規(guī)級IAM-20680和IAM-20680HP六軸慣性測量單元(IMU)可以協(xié)助改善在GNSS和GPS訊號微弱環(huán)境中(例如隧道、停車場和城區(qū)峽谷)車輛的絕對尋址。TDK表示，當衛(wèi)星訊號較差或沒有訊號時，這些MEMS傳感器可改善車輛位置、方向和速度的估算準確度，在衛(wèi)星訊號較強時也可以提高位置估算的質(zhì)量。

IAM-20680據(jù)稱是最小的六軸車規(guī)級傳感器(結(jié)合了三軸陀螺儀和三軸加速度計)，是業(yè)界唯一一款已用于批量生產(chǎn)車輛、具有16位加速度計和16位陀螺儀系列的組件。其工作溫度范圍為-40°C~85°C，如果需要更強大且溫度范圍更高的IMU，IAM-20680的高性能版本IAM-20680HP可提供-40°C~105°C的擴展工作溫度范圍，以及更高的陀螺儀和失調(diào)熱穩(wěn)定性。它在引腳、封裝和寄存器方面與IAM-20680完全兼容。

此外，IAM-20680和IAM-20680HP被整合進了新的InvenSenseCoursaDrive軟件解決方案，這是專為自動駕駛車(AV)平臺開發(fā)人員而設(shè)計的慣性輔助定位軟件。CoursaDrive是InvenSense定位庫(IPL)的高性能擴展;對于僅采用慣性的車輛定位，它可將精準度提高到行駛距離的

圖2TDK的六軸IAM-20680HP和IAM-20680具有出色的溫度穩(wěn)定性，可以在極具挑戰(zhàn)的環(huán)境中進行導航駕駛，其低靈敏度誤差可以保持汽車正確轉(zhuǎn)向。

Vishay VCNL4030X01

光學傳感器

Vishay的VCNL4030X01在一個小型的4×2.36×0.75mm表面黏著封裝內(nèi)，整合了用于近距離和環(huán)境光探測的光電探測器、訊號調(diào)節(jié)IC、16位ADC及大功率IRED，可為多傳感器應(yīng)用節(jié)省電路板空間，增強設(shè)計靈活性。這種近距離和環(huán)境光探測傳感器符合AEC-Q101標準，功能豐富，適于多種應(yīng)用，包括行動設(shè)備、智慧家居、工業(yè)和汽車等。

圖3Vishay的VCNL4030X01在一個小型表面黏著封裝內(nèi)整合了用于近距離和環(huán)境光探測的光電探測器、訊號調(diào)節(jié)IC、16位ADC及大功率IRED。

Vishay稱，利用其Filtron技術(shù)，該傳感器可以使環(huán)境光譜靈敏度接近人眼，同時具有出色的背景光消除能力。此外，該傳感器還具有可程序設(shè)計中斷功能，可設(shè)置高閾值和低閾值，以降低總功耗。

VCNL4030X01的內(nèi)建環(huán)境光電二極管具有0.004lx~4.2klx的檢測能力，使該組件可在黑暗或高透明度鏡頭中工作。VCNL4030X01的近距離傳感器使用智能消除功能來消除串擾，智能持久性方案可在檢測到物體時提供快速響應(yīng)時間和精準度。此外，該組件可以檢測距離最遠達300mm的物體。

VG5661和 VG5761

全局快門影像傳感器

另外兩個針對汽車安全系統(tǒng)的傳感器是VG5661和VG5761全局快門影像傳感器，可用于駕駛監(jiān)控系統(tǒng)。它們擷取從攝影機拍攝的場景，消除陽光或街道照明等外部影響，以增強車輛乘客監(jiān)控并改善駕駛監(jiān)控系統(tǒng)，特別是在接近940nm的近紅外線照明下。這兩種傳感器也出現(xiàn)在新的功能應(yīng)用中，例如評估駕駛注意力、乘客舒適度或兒童行為等。

VG5661和VG5761分別是160萬畫素和230萬畫素的車用傳感器。意法半導體(STMicroelectronics)的汽車全局快門畫素采用兩個儲存單元和3.2μm的小畫素，即使在極具挑戰(zhàn)的環(huán)境下也能提供小尺寸和高分辨率的影像，以獲得更清晰的影像。兩個儲存區(qū)可提供雙影像儲存，實現(xiàn)高達98dB的線性高動態(tài)范圍或無遲滯后背景消除。

它還消除了主機系統(tǒng)進行額外處理的負擔。近紅外線波長的高動態(tài)范圍和高調(diào)變傳遞功能可最大限度地減少自然光源的干擾。這些傳感器符合AEC-Q100第二級標準，并具備ASIL-B攝影系統(tǒng)所需的安全完整性，符合汽車安全標準ISO26262。

圖4 意法半導體VG5661和VG5761采用標準BGA封裝或裸片，可直接整合到汽車OEM系統(tǒng)中

ams AS5200L位置傳感器

ams的雙裸片AS5200L磁旋轉(zhuǎn)位置傳感器帶有I2C接口，符合AEC-Q100一級標準，適合要求高精準度、冗余和小尺寸的高安全性汽車應(yīng)用。其目標應(yīng)用包括電氣化動力傳動線控功能，例如傳統(tǒng)操縱桿和旋轉(zhuǎn)變速器的線控換檔，以及踏板應(yīng)用等。

AS5200L具有對雜散磁場的抗擾性，因此可在嘈雜的磁環(huán)境中提供高精準度和可重復的測量。其裸片采用堆棧布置，這意味著它們可以與單個小目標磁體配對，同時從每個裸片輸出相同的測量結(jié)果。每個裸片都有獨立的封裝引腳，防止組件的電氣故障影響兩個裸片。

德州儀器AWR1642傳感器

雖然已經(jīng)推出一年多了，德州儀器的汽車毫米波(mmWave)傳感器仍然值得一提，它適合包括長距離、短距離和中距離雷達的ADAS應(yīng)用。AWR1642毫米波傳感器是一種車規(guī)級的高度整合超寬帶傳感器，還可用于檢測車門和車后箱周圍的空閑空間和障礙物、車艙內(nèi)的占用情況，以及入侵警報和智能自動停車等。

這一單芯片F(xiàn)MCW雷達傳感器工作在76~81GHz頻段，整合了DSP子系統(tǒng)，包括用于雷達訊號處理的C674xDSP，以及用于無線配置、控制和校準的ArmR4F處理器子系統(tǒng)。該芯片采用0.65mm間距、161引腳、尺寸為10.4×10.4mm的倒裝芯片BGA封裝。與該芯片配套的軟件開發(fā)套件、示例配置和其他設(shè)計資源有助于縮短開發(fā)時間。車輛乘客檢測參考設(shè)計就是一個示例，提供了系統(tǒng)級的概述及如何使用AWR1642傳感器來檢測車內(nèi)人員的軟件示例。

Velodyne的VelaDome、

Velarray和Vella

光達(LiDAR)傳感器在ADAS和自動駕駛車中至關(guān)重要，但仍有一些局限性，特別是在成本和技術(shù)問題(如范圍和分辨率)方面(參見「自動駕駛汽車和LiDAR傳感器的真相(AutonomousvehiclesandthetruthaboutLiDARsensors)」一文)。Velodyne是一家在高階駕駛安全系統(tǒng)LiDAR傳感器技術(shù)方面取得重大進展的公司，雖然還沒有具體的產(chǎn)品參數(shù)，但Velodyne的最新產(chǎn)品仍值得一看，包括VelaDome、Velarray和Vella。

VelaDome是一種嵌入式小型LiDAR，據(jù)稱是業(yè)界首款寬視場短距離傳感器，用于近目標回避和盲點監(jiān)測，可提供180°×180°的超寬影像，并可檢測到距離接近0.1公尺的物體。

圖5ams車規(guī)級傳感器采用MLF-16封裝，專為混合動力、電池供電和傳統(tǒng)車輛的換文件位置檢測而設(shè)計。

Vella是該公司的ADAS解決方案，基于定向視圖(白天或夜晚)VelarrayLiDAR傳感器，可望在高速公路上實現(xiàn)更快的物體識別和更長的制動距離。其目標應(yīng)用包括車道保持輔助、自動緊急剎車(AEB)和自我調(diào)整巡航控制等。

ACEINNA的IMU381ZA IMU

像ACEINNA的IMU381ZAIMU這樣的整合式慣性感測模塊可在單個組件中替代多個感測功能，不但可以節(jié)省空間、減少BOM數(shù)量，而且可以降低成本和開發(fā)時間。

六自由度(DOF)、具可選的三軸磁傳感器的IMU381ZA可測量高達4g的加速度，提供3~5.5V供電電壓，并可在較寬的溫度范圍內(nèi)工作(從-40°C~85°C)。此外，它采用24×37×9.5mm的小尺寸封裝，可提供標準和大范圍兩種型號，而且均提供評估套件。

圖6ACEINNA的381ZA-200可以小型封裝替代多種感測功能。

Quanergy S3固態(tài)激光雷達

Quanergy認為固態(tài)LiDAR將有助于降低LiDAR解決方案的成本。由于沒有活動零件，S3-2還可提供高可靠性，同時功耗更低。該公司將其S3固態(tài)LiDAR傳感器與QORTEX對象分析軟件相結(jié)合，用來分析3D點云數(shù)據(jù)，以執(zhí)行對象檢測、追蹤和分類等高安全性功能。人工智能(AI)軟件能夠根據(jù)由一個或多個LiDAR傳感器收集的數(shù)據(jù)進行物體檢測。

Vayyar 3D影像傳感器

VayyarImaging的3D影像傳感器可以提供360°感測，以清楚了解車輛內(nèi)部和外部發(fā)生的情況。該公司的毫米波3D成像系統(tǒng)單芯片(SoC)整合了72個發(fā)射器和72個接收器，以及具有高分辨率和高精準度的高階DSP。該SoC涵蓋從3GHz~81GHz的成像和雷達頻段，不需要外部CPU來實現(xiàn)復雜的成像算法。此外，它可以在任何天氣或光照條件下工作，特別適合汽車應(yīng)用。

對于汽車內(nèi)部和外部的360°感應(yīng)，該傳感器可以檢測和監(jiān)控存在、位置、姿勢、距離、生命體征和障礙物，它每秒可檢測超過150K個興趣點。按國家標準支付稿酬或立即刪除內(nèi)容！本文內(nèi)容為原作者觀點，并不代表本公眾號贊同其觀點和對其真實性負責。