汽车感知传感器分类与应用概述
导语:汽车传感器可以分为车辆感知和环境感知两大类。动力、底盘、车身及电子电气系统中的传感器属于车辆感知范畴,而ADAS以及无人驾驶系统中引入的车载摄像头、毫米波雷达、激光雷达等属于环境感知范畴。
汽车电子控制系统普遍遵循感知→控制→执行的工作流程。传感器作为关键组成部分获取系统的工作状态,控制单元处理传感器信号并计算输出控制指令,由执行单元完成相应动作。
以电动助力转向系统(EPS)为例,方向盘扭矩转角传感器监测方向盘转角及扭矩信息,轮速传感器监测车轮转速(ECU)通过CAN总线实时获取这些信号,并根据特定逻辑实时处理信号,以便计算得到一个理想的助力力矩,然后通过MOSFET控制电机来实现助力的效果。
在汽车动力、底盘、车身和电气四大系统中,大多数电子控制都具备类似的工作原理,从感觉到执行环节,无处不在半导体技术支持,其中尤其是那些用于感觉功能的微型机械结构(MEMS)、磁场变化检测以及化学反应分析等类型的传统技术仍然占据主导地位。
本文将重点探讨MEMS和磁场变化检测这两种广泛使用于现代汽车中的重要类型,以及它们如何贯穿整个从感觉到行动过程中发挥作用。在这一过程中,我们还将了解各自如何利用物理效应(如压阻效应或霍尔效应)来捕捉数据,并解释为什么它们对提高安全性至关重要。
首先,让我们深入了解MEMS技术,这是一种集成了微型机械结构、高度集成化微电子设备及其相关功能于一体的小型化可靠性极高且成本低廉的硬件平台,它们被广泛应用于各种需要精确量度运动或位置变换的情况,如压强计、三轴加速度计、二维/三维陀螺仪以及磁场计等。
MEMS加速度计
MEMS陀螺仪
MEMS温度计
MEMS压强计
接着,我们会探讨基于磁场变化检测原理设计的一系列产品,这些产品通常依赖于霍尔效应或者更先进的GMR/TMR技术,它们能够准确地测量运动量,同时也能用来进行惯性导航。此外,还有其他类型如温度敏受体(thermistor), 他们通过改变电阻值以反映温度变化而被用于各种热管理任务。
霍尔效应基础
AMR/GMR/TMR介绍及应用
最后,我们会简要介绍化学反应分析所需的一些特殊类型,如氧级别检测和氮氧化物污染物分析,这些都是为了确保排放标准符合规定而必须实施的一项措施之一。这涉及到催化剂性能测试与调整,以达到最小限额排放目标。
因此,考虑到上述提到的所有情况,可以看出,在当今快速发展的人工智能时代,对自动驾驶能力要求不断提高,而这些要求正逐渐成为推动研发创新活动新趋势。随着时间推移,将继续观察新兴科技如何影响我们的日常生活方式,并期待未来自动驾驶模式能够更加安全、高效地满足人们日益增长对舒适旅行体验需求。