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高級駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)、自動駕駛車輛和電動汽車(EV)市場持續(xù)發(fā)展，為今日的汽車設計工程師帶來種種挑戰(zhàn)。ADAS和自動駕駛車輛的計算能力正在迅速擴展，但它們需要一整套傳感器來提供數(shù)據(jù)以作運算基礎。設計工程師還須匹配傳感器套件的功能和自動駕駛系統(tǒng)的需求，為車輛提供足夠的輸入內(nèi)容，以實現(xiàn)安全和高效的行駛。此外，設計工程師還必須選擇多用途的傳感器，優(yōu)化各個傳感器設備所占用的空間和重量，這種技術被稱為“傳感器融合技術（sensor fusion）”。

ADAS技術以及自動駕駛性能日益進步，可以越來越明顯看出，車輛的感測技術不能僅停留在視覺和雷達性能上，未來的車輛將會需要具備能夠監(jiān)測環(huán)境的自動化系統(tǒng)，這對車輛的感知能力提出了更高的要求。這些車輛需要像人類一樣結合視覺、聽覺和觸覺來感知周圍的環(huán)境。這些不同輸入的組合使得車輛能夠全面地了解周圍環(huán)境狀況，并采取適當?shù)膽獙Υ胧?/span>

電動汽車呈現(xiàn)爆炸性普及，為保證乘客的舒適性和安全性，也對道路噪聲的管理提出了新的要求。燃油車時代，發(fā)動機產(chǎn)生相對穩(wěn)定的背景噪音，這有助于掩蓋令人煩躁的道路噪音。而在沒有引擎的電動汽車中，乘客感受到的道路噪音更明顯，導致更大的不適和分心，分散駕駛員的注意力也不利于安全駕駛。

超視距的感測能力

駕駛輔助感知的最常見方法是視線（line-of-sight, LOS）傳感器，包括攝像頭、雷達和光學雷達(LiDAR)等裝置，它們相互配合，檢測車輛可視范圍內(nèi)的障礙物或危險。雖然這些感測方法有助于對于高效的ADAS和自動駕駛汽車技術，但并不能提供全方位的信息數(shù)據(jù)。

聲音和觸覺對于駕駛員與自動駕駛系統(tǒng)來說，都是很有價值的輸入信息。外部麥克風可以檢測到一系列潛在的危險，而這些是視線傳感器很難或無法感知到的。通過聲音感測，可以在看車輛（例如：緊急救援車輛）前就對其進行探測和三角測量。與視覺線索相比，聲音和觸覺捕獲到的道路噪音可以更好地評估不良路面狀況，比如路面破損或砂石。攝像頭可以檢測到暴雨，但結合聲音更容易判斷暴雨的嚴重程度。

這些傳感器還可通過連續(xù)的基于條件的監(jiān)控，提升安全性。通過分析汽車本身的聲音或振動后，自動化系統(tǒng)可以及早發(fā)現(xiàn)并解決問題或故障。這對ADAS系統(tǒng)幫助很大，而且對于自動駕駛車輛來說也是必要的，因為自動駕駛車輛必須能夠應付行駛過程中出現(xiàn)的任何問題。

除了聲音，駕駛員還能通過觸覺來了解車輛是否撞上東西或被撞到，或者受到了任何不尋常的外力，例如路面凍冰。利用精密加速度計為車輛系統(tǒng)增添觸覺感知功能，使車輛可以對視覺傳感器可能無法檢測的一系列刺激做出反應。檢測到撞擊的方向和力度，可以告訴車輛是否需要剎車、發(fā)出警報，或者只是記錄下發(fā)生的情況，以便進行復查或維修。這項功能對自動駕駛汽車尤為重要，但也能為較傳統(tǒng)汽車帶來價值。

通過升級感測性能提升駕駛安全性

聲音和觸覺傳感器功能有助于提升車輛在高速公路行駛的安全性。這些新型傳感器可以經(jīng)由多種方式提高安全系數(shù)、提升駕駛員對行駛狀態(tài)的感知，并為自動駕駛汽車這一“車載數(shù)據(jù)中心”提供信息。

組合使用內(nèi)部和外部麥克風可實現(xiàn)道路降噪技術（road noise cancellation, RNC），這是對預測性的主動降噪技術（active noise cancelling, ANC）的改進。雖然RNC與ANC有相似之處，例如皆可幫助消除環(huán)境噪音，不過采用傳感器并可實時響應的RNC不僅能夠抵消引擎發(fā)出的噪音，還有車輛外不可預測的聲音，比如來自路面破損或風等來源。這類噪音會產(chǎn)生一種催眠效果（想象一下潺潺小溪或綿綿細雨的聲音），足以導致駕駛員疲勞駕駛或高速公路上瞌睡。利用RNC抵消了這些噪音，不但使得車內(nèi)更安靜、更舒適，在行駛時也更加安全。這項技術對于電動汽車尤為重要，因為如果沒有RNC技術，相比于燃油車，車缺少內(nèi)燃機的聲音來抑制背景噪音，電動汽車的乘客將感受到極為明顯的道路噪音，從而產(chǎn)生不適或更易分心。

使用內(nèi)部和外部麥克風以及RNC傳感器的ANC系統(tǒng)，可用于噪音非常大的車輛，例如建筑用卡車、農(nóng)用車和飛機。對于這些應用，消除噪音不僅有助于防止駕駛疲勞，還可以藉由降低環(huán)境噪音音量來幫助保護駕駛員的聽力。使用傳感器實時測量聲音，可以獲得更好的實施效果，從而減少車內(nèi)噪音對駕駛員的危害。

外部音頻傳感器協(xié)助ADAS系統(tǒng)建立起車輛周圍環(huán)境的全貎。這些麥克風以三角測量方式檢測潛在危險的方向和動作，實現(xiàn)“用聲音觀看(seeing with sound）”的功能，從而幫助填補車輛視覺和雷達傳感器無法檢測到的空白。無論對于測量轉角處緊急車輛的接近，還是追蹤隱藏在盲點中的車輛，這些傳感器都能夠提供有價值的信息。

自動駕駛車輛依賴傳感器來監(jiān)控環(huán)境，聲音和觸覺的傳感器發(fā)揮了關鍵的作用。麥克風的輸入方式與ADAS的應用類似，對攝像頭和雷達無法感知的空白部分進行填補，從而建構車輛周圍環(huán)境的完整情景。通過配備觸覺傳感器，車輛就能夠對碰撞或外力做出反應，這是無人駕駛車輛的一項重要功能。隨著車輛開始實施先進的ADAS功能并自動監(jiān)控周圍環(huán)境，這些感測功能將會帶來更高的安全邊際。

透過監(jiān)控車輛使用狀況來改進設備的健康狀況，這也有助于提高車輛的安全性。聽覺和觸覺傳感器通常能夠通過分析引擎或底盤的噪音變化，相比駕駛員或其他的傳感器更早地發(fā)現(xiàn)機械的缺陷。及早檢測有缺陷或已磨損的零件，可降低車輛的維護和修理成本，同時有助于減少車輛在道路上發(fā)生故障的次數(shù)，減少危險。

車輛的傳感器融合技術

傳感器融合技術意味著車輛中的每個感測裝置都具有多種功能，可實現(xiàn)多樣化的特性和能力，而且優(yōu)化所占用的空間和重量。這種多功能性十分重要。自動駕駛車輛和ADAS技術的感測必須依賴越來越多的信息，但不可能無限制地增加傳感器數(shù)量，設計人員必須使用能夠為多個系統(tǒng)和多項功能提供輸入內(nèi)容的傳感器。

將多功能的聽覺和觸覺傳感器納入設計工作，對生產(chǎn)更加安全和更加強大的自動駕駛或配備ADAS的車輛極為重要。工程師在設計過程中越早整合這些技術越好。與在傳感器工程技術方面擁有堅實基礎，以客戶為中心，并且具備適應性和靈活性的公司進行合作，這是十分重要的。Molex莫仕已協(xié)助客戶將百萬個以上的傳感器配置在車輛上，我們能夠提供專業(yè)的工程專業(yè)知識、合作設計靈活性和全球制造基地，可為車輛的感測技術挑戰(zhàn)提供定制化解決方案。

通過融合來自多種感測功能的反饋信息，可讓車輛像人一樣感知周圍環(huán)境，這些技術將成為自動駕駛的關鍵步驟。