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用无害且复杂的传感器解决方案改造汽车领域

随着技术的更新,世界正在快速走向自动化。同样,消费者的需求激增,最终设计师也需要更好地创新。持续的需求和竞争压力促使制造商在汽车、卡车和其他公路车辆中构建更高的智能。今天,设计人员可以利用越来越强大的硬件和软件技术来创建更复杂的汽车解决方案。

在汽车行业,基于人工智能的自动驾驶汽车正在引领汽车新技术创新的步伐。自动驾驶汽车使人工智能能够实现创新的交通方式。这些车辆不需要驾驶员,主要仅依靠传感器和软件来操作。

增强导航和物体检测的传感器技术、先进的制动系统、图像处理算法和机器视觉的进步为汽车制造商探索广泛的汽车电子解决方案创造了机会。电子元件的小型化、产品融合和智能设备的采用促进了高级驾驶辅助和电动汽车 (EV) 行业的发展。

在物联网 (IoT) 的发展中,车辆连接被认为是至关重要的。除了相互对话的应用程序之外,未来的联网车辆还可以与周围环境进行通信,从而通过收集的数据产生不同形式的商机。雷达、视觉和 LiDAR(光检测和测距)系统技术有望在使具有增强安全功能的车辆完全自动驾驶方面产生重大影响。预计电子控制单元 (ECU)、动力总成的进步将在电动汽车的采用中发挥关键作用。

为了更好地理解这个主题的复杂性,ELE Times 副主编兼技术通讯员 Sheeba Chauhan 与专家、瑞萨电子印度公司高级首席经理 Nachiket Hardas和德州仪器 (TI) 的 Sanjay Jain 汽车印度 FAE 经理进行了富有洞察力的对话.

影响汽车安全和互联生活的新兴技术

我们谈话的起点是影响汽车安全的新兴技术,Nachiket对此表示:“联网汽车配备了许多智能和便捷的功能。虽然汽车安全推动了汽车行业在人身安全和改善整体驾驶员体验方面取得了许多进步。对于联网汽车而言,网络安全至关重要,将直接影响汽车安全。”

Sanjay 分享了他的看法,他说:“汽车安全是每辆车都需要的,对路上的每一位司机都很重要。这就是为什么 TI 通过让每个人都可以使用先进的驾驶员辅助技术来帮助让汽车碰撞成为过去的原因。几十年来,我们一直在汽车安全领域进行创新,从安全气囊和防抱死制动等被动安全系统到车道变换辅助和自动紧急制动等主动安全技术。

“今天,我们正在通过帮助提高车辆感知、处理和交流信息的能力来工程进展,为自动驾驶的未来奠定基础。我们正在改变摄像头、雷达和传感器融合系统的设计,以帮助制造能够在任何路况下都能看到并在碰撞发生之前避免碰撞的车辆。”他进一步补充道。

汽车电子系统的技术/应用管道和未来的增长机会

Sanjay 告诉我们, TI 将继续专注于感知-计算-通信方面,因为我们在这些创新和发展的关键领域审议我们的汽车技术路线图。他说:“举一个自动驾驶应用中计算方面的例子,所需的最复杂的专业产品是基于 ADAS 摄像头的传感器和融合核心的高性能应用处理器,以及一些基于雷达的, 特点。”

Nachiket 补充说:“随着E/E(电气-电子)架构的不断发展,具有高度集成 ECU 的区域和域控制应用将需要更高的性能和安全性,例如,瑞萨电子 16nm SOC 和 28nm 微控制器为开发人员提供了多种新的增强功能,包括新的应用程序-特定的加速器 IP、更高的性能水平和更高的安全性。这种组合使用户能够将多个 ECU 功能集成到单个 ECU 中,同时满足严格的汽车级安全性和实时操作要求。

雷达、激光雷达技术对全自动驾驶汽车的影响

“自动驾驶汽车的传感能力是 ADAS 系统中的一个关键要素,它定义了自动驾驶水平。这些传感器通过提供预警和协助控制车辆来帮助减轻碰撞和事故。自动制动、碰撞警告、盲点检测、车道保持辅助等功能都在提高安全性。传感器融合对于实现 3 级及以上自动驾驶至关重要。” 纳奇基特说

Sanjay解释说:“为了应对危险,汽车既需要对障碍物进行分类,又需要在任何天气或光照条件下准确判断其距离。一种方法是通过雷达技术。问题在于,雷达技术在历史上一直很大、昂贵、耗电,并且旨在检测飞机或坦克等大型物体,而不是单个行人。”

结果是 TI 毫米波雷达传感器,这是一种硬币大小的高频雷达传感器。它的分辨率不仅可以检测障碍物的存在,还可以识别汽车和行人之间的差异,并在单个芯片上满足最新的汽车安全标准,例如新车评估计划 (NCAP)。” 他进一步补充道。

电子控制单元 (ECU)、动力系统的进步预计将在电动汽车的采用中发挥关键作用

瑞萨正在提供系统控制解决方案以实现高速 RPM,高性能硬件处理使控制反馈周期更短。高度集成的专用电机控制硬件,如位置传感器接口,减少了 ECU 物料清单。与传统的汽油动力总成相比,电动动力总成组件效率更高、重量更轻、安静且无振动,因为其活动部件更少。先进的电子控制增强了驱动响应,可以在保持平稳加速的同时立即提供扭矩。

TI: ECU 的进步迫在眉睫,可以提供更高水平的交叉计算能力,从而更好地优化 EV 的硬件需求。将可以共享功率级的核心系统与处理器或 MCU 相结合,将推动电动汽车的下一个优化水平。

工业中使用的最新汽车传感器

为了向我们介绍工业中使用的一些最新的汽车传感器,两位发言人分享了各种传感器。“汽车车厢内的空气质量是客户驱动的要求,这一要求是通过由气体传感元件和 CMOS 信号调节 IC 组成的设备来解决的。该模块的传感元件由基于硅的 MEMS 结构上的加热元件和金属氧化物 (MOx) 化学电阻器组成。ZMOD4410 气体传感器模块设计用于检测总挥发性有机化合物 (TVOC) 和监测室内空气质量 (IAQ),包括估计的二氧化碳水平,并采用防水 IP67 封装。” 纳奇基特说。

他进一步补充道,“瑞萨电子使其客户能够设计和构建一流的传感器解决方案,瑞萨电子目前提供气体、空气质量、湿度、流量和感应式位置传感器产品。此外,瑞萨的传感器信号调理 IC 通过提供可编程、高精度、宽增益和量化功能以及强大的高阶数字校正和线性化算法,促进了传感器接口的设计和生产。”

谈到 sae,桑杰也分享了他的两分钱。“当前为更好的用户体验和安全性而进行的演进已经为重新构想传感器的方式带来了一场革命。从离散传感器实现到边缘计算独立传感器的范式转变,它可以自行感知-计算-通信,仅处理有用信息,然后进一步发送到主 ECU/计算模块。”

“由 TI 基于 CMOS 技术开发的毫米波雷达传感器已将集成提升到一个新的水平,将智能雷达前端与MCU和 DSP 功能集成到单个芯片中。该解决方案在 ADAS 中的传感器融合需求和入侵者检测和手势感应等舱内用例中都有应用用例。集成水平和小尺寸使设计人员能够为所有此类现有应用程序添加新功能。随着市场适应 ADAS 和自动驾驶汽车,TI 广泛的传感器产品组合将提供跨应用所需的灵活性。” 他加了。

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