陳 玉

（長(zhǎng)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(wú)人駕駛汽車(chē)中的應(yīng)用研究

陳 玉

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

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，人們對(duì)于汽車(chē)電子化的發(fā)展越來(lái)越重視，同時(shí)對(duì)于傳感器的研究也越來(lái)越深入。對(duì)于汽車(chē)電子控制系統(tǒng)而言，傳感器具有非常重要的意義，對(duì)其的發(fā)展有促進(jìn)作用。本文通過(guò)對(duì)傳感器技術(shù)與原理和傳感器技術(shù)在無(wú)人駕駛汽車(chē)中的應(yīng)用進(jìn)行闡述，來(lái)進(jìn)行對(duì)傳感器技術(shù)在無(wú)人駕駛汽車(chē)中的應(yīng)用研究。

傳感器技術(shù)；無(wú)人駕駛汽車(chē)；電子控制；MEMS

0 引言

隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，汽車(chē)電子化、智能化和輕型化程度也在不斷地提高，而促進(jìn)其發(fā)展重要因素則是傳感器的運(yùn)用，因此傳感器對(duì)于汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。傳感器可以作為汽車(chē)中的信號(hào)轉(zhuǎn)換和獲取裝置，可以在一定程度上提高汽車(chē)的安全性、經(jīng)濟(jì)性、舒適性等性能。在汽車(chē)傳感器中使用最多的的微機(jī)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(jī)械加工技術(shù)融合在一起，從而實(shí)現(xiàn)了微電子和機(jī)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(diǎn)，因此運(yùn)用到汽車(chē)中可以實(shí)現(xiàn)許多全新的功能；同時(shí)其還具有成本低的特點(diǎn)，可以進(jìn)行大批量和高精度生產(chǎn)，非常適用于汽車(chē)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(cè)量件并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成[3]。對(duì)于汽車(chē)電子控制系統(tǒng)而言，因其是一種信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置，可以將被測(cè)的非電量信號(hào)轉(zhuǎn)換成電量信號(hào)，所以屬于核心器件。與此同時(shí)，傳感器還可以促進(jìn)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)多元化的發(fā)展，如電子化和自動(dòng)化等等。就目前而言，世界已經(jīng)進(jìn)入信息化時(shí)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(yùn)用到汽車(chē)的電子控制系統(tǒng)中，可以提高汽車(chē)各方面的性能，是汽車(chē)能正常、穩(wěn)定地運(yùn)行。因此，傳感器對(duì)于汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。

2 傳感器技術(shù)在無(wú)人駕駛汽車(chē)中的應(yīng)用

2.1 壓力傳感器

對(duì)于汽車(chē)壓力傳感器而言，它比較常見(jiàn)的形式分別為電容式、壓阻式、差動(dòng)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(diǎn)溫漂、靈敏度溫漂等現(xiàn)象，關(guān)榮峰針對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行了研究，并提出了一種以恒流激勵(lì)條下壓力傳感器的批量溫度補(bǔ)償?shù)姆椒▉?lái)解決這一問(wèn)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(shí)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(yùn)用到汽車(chē)電子控制系統(tǒng)中，其主要被用于汽車(chē)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(chē)中典型加速度傳感器產(chǎn)品。對(duì)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(huì)對(duì)其工作效果產(chǎn)生一定的影響，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致其工作失效?；谶@一情況，雷昕等人專門(mén)對(duì)其進(jìn)行了研究，從現(xiàn)有的微電子可靠性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中選取了針對(duì)不同環(huán)境失效機(jī)理的實(shí)驗(yàn)方法，并對(duì)其適用性問(wèn)題進(jìn)行了討論。

表1 汽車(chē)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(jiàn)的形式主要有兩種，分別是振動(dòng)式和轉(zhuǎn)子式，但比較常使用的是振動(dòng)式陀螺傳感器。陀螺傳感器的主要作用是用來(lái)測(cè)試汽車(chē)在行駛過(guò)程中的旋轉(zhuǎn)速度，因此它在汽車(chē)電子控制系統(tǒng)中所使用的部位是汽車(chē)導(dǎo)航的GPS信號(hào)補(bǔ)償系統(tǒng)和汽車(chē)底盤(pán)控制系統(tǒng)等等。對(duì)于陀螺傳感器而言，它會(huì)存在一種漂移現(xiàn)象，這對(duì)于無(wú)人駕駛汽車(chē)系統(tǒng)的正常運(yùn)行存在一定的影響?；诖耍哂嘧趯?duì)其進(jìn)行了研究，并提出了一種可以在載體運(yùn)動(dòng)情況下補(bǔ)償陀螺漂移的姿態(tài)確定方法。

3 結(jié)論

隨著時(shí)代的不斷發(fā)揮，車(chē)用傳感器在汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中的運(yùn)用必將越來(lái)越多，且其技術(shù)必將得到巨大地提高，從而促進(jìn)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展。對(duì)于汽車(chē)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(jì)算機(jī)技術(shù)等幾種技術(shù)通過(guò)高度融合而形成的一個(gè)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(guó)學(xué)者所研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。

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

[2]趙玉成,袁帥,馬斌強(qiáng),李勉,趙仲麟,袁超,頓文濤.傳感器在汽車(chē)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(wú)人駕駛汽車(chē)動(dòng)態(tài)障礙物檢測(cè)及表示方法[J].機(jī)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