传感器技术将如何塑造未来的汽车

传感器如今已成为现代汽车设计中不可或缺的一部分，具有多种用途。它们有助于汽车制造商向市场推出更安全、更省油、驾驶更舒适的车型。随着时间的推移，传感器还将实现更高程度的车辆自动化，行业将从中受益。

智能观察

除了完全可控性和数据处理能力之外，智能可观察性是让汽车能够自行采取行动的先决条件之一。为了实现完全可观察性的目标，汽车需要处理各种各样的参数数据，包括速度、电流、压力、温度、定位、接近检测、手势识别等。在接近检测和手势识别方面，近年来取得了长足的进步，超声波传感器和飞行时间 (ToF) 摄像头现已开始应用于车辆。

超声波传感器

随着汽车自动化的发展，我们不仅看到新技术首次应用于汽车领域，而且我们还见证了成熟的汽车技术适应自动驾驶的特殊要求。目前，超声波传感器通常安装在汽车保险杠上，用于辅助停车系统。到目前为止，这种传感器预计只能在行驶速度低于 10 公里/小时的情况下工作，并且无法 100% 准确地测量小距离。然而，在自动驾驶汽车中，这种传感器可以与雷达、摄像头和其他传感技术结合使用，提供距离测量功能。

手势识别

超声波传感器技术用于观察外部世界，而 ToF 摄像头则专注于汽车内部。由于自动驾驶的过渡将是一个渐进的过程，因此驾驶员能够在特定场景中从自动驾驶模式切换回手动模式非常重要。

目前，汽车仅通过使用高级驾驶辅助系统 (ADAS) 机制实现部分自动驾驶，但随时都可能需要人类参与。我们预计，未来几年，汽车行业将朝着更高水平的自动化迈进，但即便如此，驾驶员仍需要能够在某些情况下接管控制权（例如，当汽车在市中心时）。这种情况需要相当长的时间才能改变。在此之前，汽车需要能够提醒驾驶员。因此，实时监控驾驶员的位置和动作至关重要。尽管 ToF 技术仍处于起步阶段，但它如今已开始使用，例如，当驾驶员注意力不集中并导致车辆向路边漂移时，它会提醒驾驶员。它还可以根据手势识别执行不同的功能 - 例如，通过手部滑动来增加收音机音量或接听来电。然而，ToF 的潜在范围远远超出了这类任务，随着更复杂的驾驶自动化的发展，它将在更复杂的驾驶自动化中发挥关键作用。 ToF 摄像头将能够以 3D 形式映射驾驶员的整个上身，从而可以确定驾驶员的头部位置是否面向前方的道路以及双手是否放在方向盘上。

交通状况的 3D 映射

当今的自适应巡航控制系统利用雷达测量与前方车辆的距离。该技术在高速公路上表现良好，但在城市环境中（距离较短，行人和/或车辆也可能从其他方向靠近），需要更精确的位置测量。

一种解决方案是添加摄像头以更好地确定视角。然而，当前的图像处理硬件还远远不够好，无法以必要的速度和可靠性检测所有重要特征，以确保安全驾驶。激光雷达似乎注定会证明其优势。激光雷达的工作原理与雷达相同，基于对发射信号反射的测量。雷达依靠无线电波，而激光雷达则利用光束（例如激光）。通过测量脉冲发射和接收到该脉冲反射之间的时间间隔来计算到物体或表面的距离。激光雷达的一大优势是，该技术能够检测到比雷达小得多的物体。与在焦平面中观察环境的摄像头相比，激光雷达可提供准确、相对详细的 3D 渲染。通过这种方式，无论光照条件如何（白天或夜晚），都可以轻松地将物体与其前方或后方的物体分离出来。随着激光雷达技术的价格逐渐降低，以及技术的进一步进步，采用这种方法的动力将会增加。

目前正在开发的下一代传感器最终将定义人们所设想的自动驾驶体验。通过本洞察中概述的领域的创新，未来的汽车将提供清晰、不断更新的画面，展示正在发生的事情，无论是与外部环境有关，还是与车内乘客的行为有关。因此，传感技术是汽车行业未来的关键。