人工智能時代汽車傳感器的現(xiàn)狀與發(fā)展

徐彬　丁國臣

摘 要：人工智能作為先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的代表，其在各個領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用代表了各行各業(yè)最為前沿的技術(shù)水平。人工智能與汽車產(chǎn)業(yè)的融合，提升了汽車生產(chǎn)制造的水平，推進(jìn)了汽車生產(chǎn)制造領(lǐng)域的智能化與自動化發(fā)展。傳感器是汽車整體結(jié)構(gòu)中不可或缺的重要組成部分，傳感器在汽車中的應(yīng)用十分廣泛，從車身、底盤再到導(dǎo)航系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等都可以見到傳感器的身影。傳感器可以提升汽車駕駛的安全性與穩(wěn)定性，同時還可以為駕駛員提供準(zhǔn)確的路況信息以及汽車行使的數(shù)據(jù)，便于駕駛員根據(jù)傳感器獲取的信息做出精準(zhǔn)的判斷。在人工智能時代下，汽車傳感器的種類和功能越加多樣，自動化程度越來越高，通過人工智能在車用傳感器中的應(yīng)用，大大提升了車用傳感器的精準(zhǔn)度，保障了汽車行使的安全性、舒適性與操控性，推動了我國汽車產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。本文通過探討人工智能時代汽車傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，為相關(guān)工作的開展提供參考。

關(guān)鍵詞：人工智能 汽車 傳感器 發(fā)展現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢

Current Status and Development of Automotive Sensors in the Era of Artificial Intelligence

Xu Bin Ding Guochen

Abstract：Artificial intelligence is a representative of advanced science and technology， and its technology research and development and application in various fields represent the most cutting-edge technology in all walks of life. The integration of artificial intelligence and the automobile industry has improved the level of automobile manufacturing and promoted the development of intelligence and automation in the field of automobile manufacturing. Sensors are an indispensable and important part of the overall structure of automobiles. Sensors are widely used in automobiles. Sensors can be seen from the body， chassis， navigation system， and control system. Sensors can improve the safety and stability of car driving， and can also provide the driver with accurate road condition information and car driving data， so that the driver can make accurate judgments based on the information obtained by the sensor. In the era of artificial intelligence， the types and functions of automotive sensors are becoming more and more diverse， and the degree of automation is getting higher and higher. Through the application of artificial intelligence in automotive sensors， the accuracy of automotive sensors has been greatly improved， and the safety of vehicle operation has been guaranteed. Comfort and maneuverability have promoted the modern development of my country's automobile industry. This article discusses the development status and trends of automotive sensors in the artificial intelligence era to provide references for the development of related work.

Key words：artificial intelligence， automobile， sensor， development status， development trend

1 引言

城市的建設(shè)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使得人民的物質(zhì)生活水平不斷提高，帶動了汽車需求量的進(jìn)一步提升，汽車如今已經(jīng)成為了人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活中必不可少的交通工具。傳感器是汽車的重要組成部分，傳感器借助先進(jìn)的技術(shù)手段，可以通過對汽車行使?fàn)顟B(tài)的感知實時獲取數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸給汽車控制系統(tǒng)，為駕駛員提供具備參考價值的信息。在人工智能時代，車用傳感器的功能越加多樣，自動化與智能化程度越來越高，通過將人工智能技術(shù)應(yīng)用于車用傳感器當(dāng)中，可以有效保障汽車行使的安全性，提高汽車生產(chǎn)制造水平，推動我國汽車產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2 汽車傳感器的主要特點分析

2.1 實時性特點

傳感器是汽車中不可缺少的重要組成部分，通過在汽車的各個部位安裝傳感器，可以對汽車結(jié)構(gòu)以及以及汽車行使的環(huán)境進(jìn)行有效的監(jiān)測，實時獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)，并通過將數(shù)據(jù)發(fā)送至汽車控制系統(tǒng)，為駕駛員的判斷提供依據(jù)。傳感器可以在汽車的車身、底盤、發(fā)動機、導(dǎo)航系統(tǒng)等多個部位進(jìn)行應(yīng)用，通過車用傳感器既可以通過調(diào)節(jié)汽車內(nèi)部的溫度、送風(fēng)等提高汽車駕駛的舒適性;還可以通過準(zhǔn)確的判斷汽車與障礙物之間的距離，對汽車行使安全進(jìn)行判斷，降低汽車行使過程中的風(fēng)險[1];此外，傳感器還可以通過控制安全氣囊的彈出，在汽車遭受巨大沖擊時自動彈出安全氣囊，保障駕駛員的安全。

2.2 便利性特點

傳感器安裝于汽車的各個部位，可以對汽車行使的各項數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的獲取，并借助數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)，全面的了解汽車行使中的各項數(shù)據(jù)，為駕駛員提供安全穩(wěn)定的行使環(huán)境，便于駕駛員根據(jù)汽車控制系統(tǒng)反應(yīng)的問題了解汽車的性能以及行使的情況。因此，車用傳感器具有極強的便利性，尤其是傳感器在導(dǎo)航系統(tǒng)中的應(yīng)用，可以對駕駛員的行車路線進(jìn)行獲取和判斷，從而進(jìn)行行車線路的導(dǎo)航;同時，在駕駛員進(jìn)行倒車入庫的操作時，通過紅外線傳感器和圖像傳感器，也可以對倒車影像進(jìn)行實時的傳輸，并借助語音提示幫助駕駛員順利進(jìn)行倒車操作，避免視線盲區(qū)，減少車輛剮蹭的現(xiàn)象。

2.3 精準(zhǔn)性特點

傳感器的精度直接關(guān)系到了汽車行使的安全系數(shù)，與汽車控制系統(tǒng)的性能息息相關(guān)。國際以及我國汽車行業(yè)對于車用傳感器的精度具有嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，對傳感器測量的誤差具有十分嚴(yán)格的要求，如果傳感器測量誤差過大，精度不夠準(zhǔn)確會導(dǎo)致傳感器所獲取的數(shù)據(jù)信息不夠準(zhǔn)確，從而影響汽車控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確度，干擾駕駛員的判斷，如果在高速行駛的情況下，微小的誤差就會造成嚴(yán)重的后果;此外，傳感器還需要對汽車發(fā)動機的溫度、轉(zhuǎn)速、流量、壓力;汽車的剩余流量、時速等參數(shù)進(jìn)行判斷，從而確保汽車行使安全，符合交通法規(guī)，避免駕駛員因違反交通法規(guī)定而被處罰。因此，車用傳感器還具有精準(zhǔn)性高的特點。

2.4 智能化特點

在汽車行使的過程中，任何微小的誤差和故障都有可能造成嚴(yán)重的交通事故，給車內(nèi)人員帶來極為嚴(yán)重的人身安全的威脅。而車用傳感器借助智能化的監(jiān)測、分析與控制技術(shù)，為汽車安全行駛提供保障，大大減少了交通事故的發(fā)生幾率。在汽車行使過程中，當(dāng)前方遭遇障礙物時，車用傳感器可以利用激光判斷汽車與障礙物之間的距離，并進(jìn)行自動報警，便于駕駛員進(jìn)行車速的調(diào)節(jié)和緊急避讓;同時，傳感器還可以對車門關(guān)閉狀態(tài)進(jìn)行智能化的監(jiān)測和控制，避免在車門沒有關(guān)閉鎖死的情況下發(fā)動汽車;此外，通過加速度傳感器還可以操控汽車內(nèi)的安全氣囊，在發(fā)生強烈撞擊時通過對加速傳感器的數(shù)據(jù)變化進(jìn)行判斷，將其反饋給汽車控制系統(tǒng)，從而快速啟動安全氣囊，對車內(nèi)人員起到安全防護(hù)的作用。

3 人工智能時代汽車傳感器的應(yīng)用現(xiàn)狀

傳感器在汽車中的應(yīng)用十分普遍，且應(yīng)用的范圍極廣，一般而言在一輛普通汽車中存在著大約上百個傳感器，通過在車身、底盤、發(fā)動機、導(dǎo)航系統(tǒng)等多個部位安裝和應(yīng)用傳感器，可以對汽車行使的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的獲取，對汽車的溫度、壓力、速度、流量、轉(zhuǎn)速等多個指標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)獲取，并通過將其實時傳輸給汽車控制系統(tǒng)，為駕駛員的安全行車提供真實可靠的數(shù)據(jù)信息[2]。通過傳感器的使用，不但可以提升汽車的安全性、舒適性及操控性，還可以對汽車的故障進(jìn)行有效的判斷，為汽車維修和保養(yǎng)提供依據(jù)，并且通過傳感器的有效監(jiān)測，還可以判斷出汽車行使中的異常情況，并對一些潛在的事故和危險做出及時的報警，從而降低交通事故的發(fā)生幾率。

首先，傳感器在汽車底盤中的應(yīng)用，通過角速度傳感器，可以對車輪的轉(zhuǎn)速進(jìn)行感知和判斷;通過動力轉(zhuǎn)向傳感器，可以對汽車的方向盤進(jìn)行操控;通過防抱制動傳感器可以操控汽車的防抱死系統(tǒng)等，駕駛員可以根據(jù)傳感器獲取的信息，對汽車行使的速度進(jìn)行判斷，從而避免超速問題的發(fā)生，提升汽車行使中的應(yīng)急能力;其次，傳感器在車身中的應(yīng)用，通過溫度傳感器、濕度傳感器、氣壓傳感器和風(fēng)速傳感器，可以保障汽車空調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，提升車內(nèi)的舒適性;通過車門傳感器可以對車門的狀態(tài)進(jìn)行控制，避免在車門沒有關(guān)閉鎖死的情況下發(fā)動汽車，通過報警系統(tǒng)保障車門安全關(guān)閉;通過加速度傳感器可以操控汽車內(nèi)的安全氣囊，對車內(nèi)人員起到安全防護(hù)的作用;通過對車燈亮度進(jìn)行有效控制，可以幫助駕駛員清晰掌握路況，避開車輛行駛中的障礙物，保障車輛行駛的安全性和舒適性。再次，傳感器在汽車導(dǎo)航系統(tǒng)中的應(yīng)用。例如，在汽車行使的過程中，應(yīng)用于導(dǎo)航系統(tǒng)中的應(yīng)用可以將獲取的信息實時傳輸給汽車控制系統(tǒng)，通過這樣的方式獲取車輛行使的信息，并為駕駛員提供相應(yīng)的導(dǎo)航服務(wù)，為車輛行使獲取更加全面和準(zhǔn)確的信息，從而幫助駕駛員更好的判斷車輛行使的路線。

隨著人工智能技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，也對車用傳感器的性能帶來了顯著的創(chuàng)新與優(yōu)化，由原本單一的數(shù)據(jù)監(jiān)測功能逐步向更加多元化和多種功能的集成方向發(fā)展，可以同時實現(xiàn)對多個變量的檢測，這就可以有效的減少汽車中所使用的傳感器的數(shù)量，降低汽車制造成本，同時也降低后期對傳感器進(jìn)行維護(hù)的難度。在人工智能技術(shù)中，ADAS系統(tǒng)作為人工智能與汽車深度融合的先進(jìn)系統(tǒng)，實現(xiàn)了智能化的車速控制和自動泊車，還具有自動化的防碰撞報警、盲點感應(yīng)及緊急制動功能，通過ADAS系統(tǒng)的應(yīng)用大大提升了車用傳感器的性能，推動了汽車制造產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展[3];此外，通過人工智能技術(shù)與圖像傳感器、雷達(dá)探測器、激光傳感器等的配合，可以對汽車行使情況進(jìn)行全方位的判斷，最大限度的保障汽車行使安全;通過人工智能技術(shù)與雨量傳感器的配合，可以根據(jù)雨量大小進(jìn)行自動化的雨刷啟動，避免雨雪天氣對汽車行使造成的干擾。隨著人工智能技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，必將與汽車傳感器進(jìn)行更加深度的融合，發(fā)揮出更加顯著的作用。

4 人工智能時代汽車傳感器的發(fā)展趨勢

4.1 檢測精度更高

隨著人工智能技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，其在車用傳感器中的應(yīng)用將會顯著提高傳感器檢測的精確度，從而有效提升汽車控制系統(tǒng)的操控性，提高汽車整體的性能;同時，依托于集成電路，可以將傳感器和微處理器進(jìn)行融合，減少外界環(huán)境對于傳感器的干擾，提升傳感器的準(zhǔn)確度，并減少外界因素對傳感器造成的不利干擾;此外，通過人工智能與傳感器各種功能之間的融合，可以實現(xiàn)傳感器功能的有效集成，在汽車行使的更多領(lǐng)域發(fā)揮檢測作用，尤其是對自動變速、自動泊車、無人駕駛等汽車制造領(lǐng)域的前沿技術(shù)做出巨大的貢獻(xiàn)[4]。

4.2 反應(yīng)速度更快

汽車傳感器是通過將傳感器檢測到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡嚨目刂葡到y(tǒng)中，為駕駛員提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)參考及行車警報，便于駕駛員根據(jù)汽車控制系統(tǒng)的指令采取相應(yīng)的措施。而傳感器獲取信息、傳遞信息及發(fā)送指令的時效性也就直接關(guān)系到了汽車行使以及操控的安全性。隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，其在傳感器中的應(yīng)用應(yīng)當(dāng)對傳感器的反應(yīng)速度進(jìn)行有效的提升，通過提高汽車傳感器的反應(yīng)速度，更加精準(zhǔn)和快速的判斷汽車行使的情況，并對一些突發(fā)事件和交通事故做出快速的反應(yīng)，保障車內(nèi)人員的人身安全，減少交通事故的發(fā)生幾率。

5 結(jié)論

人工智能是我國最為先進(jìn)和前沿的技術(shù)的代表，通過將人工智能與車用傳感器相結(jié)合，可以對現(xiàn)有的車用傳感器的性能進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，提高車用傳感器的精準(zhǔn)度及反應(yīng)速度，發(fā)揮出車用傳感器更大的性能，并實現(xiàn)對汽車控制系統(tǒng)自動化和智能化的操控，從而為駕駛員的安全駕駛提供依據(jù)，保障行車安全。隨著人工智能技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，其與汽車傳感器之間的技術(shù)融合將會越加深入，也必將會在汽車制造領(lǐng)域發(fā)揮更大的應(yīng)用價值。

參考文獻(xiàn)：

[1]顧俊.解讀人工智能時代汽車傳感器的現(xiàn)狀與展望[J].內(nèi)燃機與配件，2020（01）：211-212.

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[3]尹靖康，孟慶達(dá)，周穎.現(xiàn)代汽車電子系統(tǒng)中智能傳感器的應(yīng)用[J].時代汽車，2017（6）：45-45.

[4]蘇楠.人工智能的發(fā)展現(xiàn)狀與未來展望[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2017（04）：112-113.