傳感器技術(shù)在無人駕駛汽車中的應(yīng)用研究

陳 玉

（長江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北武漢，430212）

傳感器技術(shù)在無人駕駛汽車中的應(yīng)用研究

陳 玉

（長江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北武漢，430212）

隨著時代的不斷發(fā)展，人們對于汽車電子化的發(fā)展越來越重視，同時對于傳感器的研究也越來越深入。對于汽車電子控制系統(tǒng)而言，傳感器具有非常重要的意義，對其的發(fā)展有促進作用。本文通過對傳感器技術(shù)與原理和傳感器技術(shù)在無人駕駛汽車中的應(yīng)用進行闡述，來進行對傳感器技術(shù)在無人駕駛汽車中的應(yīng)用研究。

傳感器技術(shù)；無人駕駛汽車；電子控制；MEMS

0 引言

隨著時代的不斷發(fā)展，汽車電子化、智能化和輕型化程度也在不斷地提高，而促進其發(fā)展重要因素則是傳感器的運用，因此傳感器對于汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。傳感器可以作為汽車中的信號轉(zhuǎn)換和獲取裝置，可以在一定程度上提高汽車的安全性、經(jīng)濟性、舒適性等性能。在汽車傳感器中使用最多的的微機電系統(tǒng)傳感器，也名MEMS傳感器，它是將微電子技術(shù)和精密機械加工技術(shù)融合在一起，從而實現(xiàn)了微電子和機械系統(tǒng)的一體化[1]。MEMS傳感器具有體積小和耗能小等特點，因此運用到汽車中可以實現(xiàn)許多全新的功能；同時其還具有成本低的特點，可以進行大批量和高精度生產(chǎn)，非常適用于汽車產(chǎn)業(yè)[2]。

1 傳感器技術(shù)與原理

傳感器的定義是能感受規(guī)定的被測量件并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成[3]。對于汽車電子控制系統(tǒng)而言，因其是一種信號轉(zhuǎn)換裝置，可以將被測的非電量信號轉(zhuǎn)換成電量信號，所以屬于核心器件。與此同時，傳感器還可以促進汽車產(chǎn)業(yè)多元化的發(fā)展，如電子化和自動化等等。就目前而言，世界已經(jīng)進入信息化時代，因此信息化是非常重要的。傳感器是獲取自然和生產(chǎn)領(lǐng)域中信息的主要途徑和手段，將其運用到汽車的電子控制系統(tǒng)中，可以提高汽車各方面的性能，是汽車能正常、穩(wěn)定地運行。因此，傳感器對于汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。

2 傳感器技術(shù)在無人駕駛汽車中的應(yīng)用

2.1 壓力傳感器

對于汽車壓力傳感器而言，它比較常見的形式分別為電容式、壓阻式、差動變壓器式、聲表面波式等幾種，圖1所示的是壓力傳感器管芯結(jié)構(gòu)和電原理圖。傳統(tǒng)的壓力傳感器具有零點溫漂、靈敏度溫漂等現(xiàn)象，關(guān)榮峰針對這一問題進行了研究，并提出了一種以恒流激勵條下壓力傳感器的批量溫度補償?shù)姆椒▉斫鉀Q這一問題，并取得了喜人的成果。

圖1 壓力傳感器管芯結(jié)構(gòu)和電原理圖

2.2 加速度傳感器

加速度傳感器根據(jù)其不同的物理性能可以將其分為不同形式的傳感器，如電容式、壓阻式、壓電時等等。其中電壓式加速度傳感器的靈敏度性能良好，且不容易受到溫度的影響，因此其是加速度傳感器經(jīng)常使用的一種形式。加速度傳感器被廣泛運用到汽車電子控制系統(tǒng)中，其主要被用于汽車中的安全氣囊系統(tǒng)、防滑系統(tǒng)以及防盜系統(tǒng)等等，表1所示的是汽車中典型加速度傳感器產(chǎn)品。對于加速度傳感器而言，若將其置于惡劣的環(huán)境中，如高溫環(huán)境、高壓環(huán)境或者微粒污染非常嚴(yán)重的環(huán)境等等，可能會對其工作效果產(chǎn)生一定的影響，嚴(yán)重時會導(dǎo)致其工作失效。基于這一情況，雷昕等人專門對其進行了研究，從現(xiàn)有的微電子可靠性試驗標(biāo)準(zhǔn)中選取了針對不同環(huán)境失效機理的實驗方法，并對其適用性問題進行了討論。

表1 汽車中典型加速度傳感器產(chǎn)品

2.3 陀螺傳感器

陀螺傳感器比較常見的形式主要有兩種，分別是振動式和轉(zhuǎn)子式，但比較常使用的是振動式陀螺傳感器。陀螺傳感器的主要作用是用來測試汽車在行駛過程中的旋轉(zhuǎn)速度，因此它在汽車電子控制系統(tǒng)中所使用的部位是汽車導(dǎo)航的GPS信號補償系統(tǒng)和汽車底盤控制系統(tǒng)等等。對于陀螺傳感器而言，它會存在一種漂移現(xiàn)象，這對于無人駕駛汽車系統(tǒng)的正常運行存在一定的影響。基于此，高余宗對其進行了研究，并提出了一種可以在載體運動情況下補償陀螺漂移的姿態(tài)確定方法。

3 結(jié)論

隨著時代的不斷發(fā)揮，車用傳感器在汽車產(chǎn)業(yè)中的運用必將越來越多，且其技術(shù)必將得到巨大地提高，從而促進汽車產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展。對于汽車電子控制系統(tǒng)而言，它是由電子控制技術(shù)、傳感器技術(shù)和計算機技術(shù)等幾種技術(shù)通過高度融合而形成的一個系統(tǒng)，因此具有非常良好的發(fā)展前景，所以它已經(jīng)逐漸成為各國學(xué)者所研究的重點和熱點。

[1]陳赟，章婭瑋，陳龍.傳感器技術(shù)在無人駕駛汽車中的應(yīng)用和專利分析[J].功能材料與器件學(xué)報,2014,20(1):89-92.

[2]趙玉成,袁帥,馬斌強,李勉,趙仲麟,袁超,頓文濤.傳感器在汽車電子控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息,2016(4):41-44.

[3]辛煜，梁華為，梅濤，等.基于激光傳感器的無人駕駛汽車動態(tài)障礙物檢測及表示方法[J].機器人,2014,36(6):654-661.

Research on Application of sensor technology in driverless car

Chen Yu
（Changjiang Institute of Technology,Wuhan Hubei,430212）

With the continuous development of the times, people pay more and more attention to the development of automotive electronics, and the study of sensors is also more and more in-depth. For the automotive electronic control system, sensors have very important significance, and promote the development of the sensor. In this paper, the application of sensor technology and principle and sensor technology in driverless car is expounded, and the application of sensor technology in driverless car is studied.

sensor technology; driverless cars; electronic control; MEMS