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盘点10款热门的车用传感器

2019年04月11日 作者: 暂无评论 177+ 0

辆中使用了一系列的传感器,用来测量压力、温度、位置、速度、湿度和占用等参数,还有越来越多用于先进驾驶辅助系统(ADAS)和摄影镜头的传感器。本文列出适于各种汽车应用的10种传感器(没有任何特定顺序),也许可为工程师的下一次设计指引方向。

随着新技术和新功能的不断出现,汽车应用设计变得越来越具挑战性,从而推动了现今车用传感器的数量和类型不断增加。最新(也可能是最大)的两个推动力就是自动驾驶和安全系统。

车辆中使用了一系列的传感器,用来测量压力、温度、位置、速度、湿度和占用等参数,还有越来越多用于先进驾驶辅助系统(ADAS)和摄影镜头的传感器。以下列出适于各种汽车应用的10种传感器(没有任何特定顺序),也许可为工程师的下一次设计指引方向。

 

1.OmniVision OV9284全局快门影像传感器

OmniVision的OV9284 100万画素全局快门影像传感器针对车内监控市场,具有小尺寸、低功耗和出色的近红外线(NIR)量子效率(QE)等特性。它符合L3级半自动驾驶车的新安全规定,其中驾驶状态监测(DSM)用于追踪驾驶的视线。OmniVision称,OV9284在驾驶监控影像传感器产品中具有最佳的NIR量子效率,在940nm处可达12%。

此外,在每秒60讯框(fps)时其功耗为90mW,据称比最接近的竞争产品低30%。采用OmniPixel 3-GS技术的全局快门传感器在视讯速度高达120fps时可提供1,280×800的分辨率,它采用5,237×4,463μm芯片级封装。

图1 OmniVision的OV9284可为驾驶状态监控应用提供小尺寸、低功耗和出色的NIR QE功能。

 

2.TDK IAM-20680和IAM-20680HP IMU

TDK旗下子公司InvenSense推出了一系列新型车用高精准度MEMS运动传感器。「运动追踪」车规级IAM-20680和IAM-20680HP六轴惯性测量单元(IMU)可以协助改善在GNSS和GPS讯号微弱环境中(例如隧道、停车场和城区峡谷)车辆的绝对寻址。TDK表示,当卫星讯号较差或没有讯号时,这些MEMS传感器可改善车辆位置、方向和速度的估算准确度,在卫星讯号较强时也可以提高位置估算的质量。

IAM-20680据称是最小的六轴车规级传感器(结合了三轴陀螺仪和三轴加速度计),是业界唯一一款已用于批量生产车辆、具有16位加速度计和16位陀螺仪系列的组件。其工作温度范围为-40°C~85°C,如果需要更强大且温度范围更高的IMU,IAM-20680的高性能版本IAM-20680HP可提供-40°C~105°C的扩展工作温度范围,以及更高的陀螺仪和失调热稳定性。它在引脚、封装和寄存器方面与IAM-20680完全兼容。

此外,IAM-20680和IAM-20680HP被整合进了新的InvenSense Coursa Drive软件解决方案,这是专为自动驾驶车(AV)平台开发人员而设计的惯性辅助定位软件。Coursa Drive是InvenSense定位库(IPL)的高性能扩展;对于仅采用惯性的车辆定位,它可将精准度提高到行驶距离的< 0.2%,在GNSS/感知系统环境中维持公寸车道级的车辆定位需要达到这种精准度。

图2 TDK的六轴IAM-20680HP和IAM-20680具有出色的温度稳定性,可以在极具挑战的环境中进行导航驾驶,其低灵敏度误差可以保持汽车正确转向。

 

3.Vishay VCNL4030X01光学传感器

Vishay的VCNL4030X01在一个小型的4×2.36×0.75mm表面黏着封装内,整合了用于近距离和环境光探测的光电探测器、讯号调节IC、16位ADC及大功率IRED,可为多传感器应用节省电路板空间,增强设计灵活性。这种近距离和环境光探测传感器符合AEC-Q101标准,功能丰富,适于多种应用,包括行动设备、智慧家居、工业和汽车等。

图3 Vishay的VCNL4030X01在一个小型表面黏着封装内整合了用于近距离和环境光探测的光电探测器、讯号调节IC、16位ADC及大功率IRED。

 

Vishay称,利用其Filtron技术,该传感器可以使环境光谱灵敏度接近人眼,同时具有出色的背景光消除能力。此外,该传感器还具有可程序设计中断功能,可设置高阈值和低阈值,以降低总功耗。

VCNL4030X01的内建环境光电二极管具有0.004lx~4.2klx的检测能力,使该组件可在黑暗或高透明度镜头中工作。VCNL4030X01的近距离传感器使用智能消除功能来消除串扰,智能持久性方案可在检测到物体时提供快速响应时间和精准度。此外,该组件可以检测距离最远达300mm的物体。

 

4.VG5661和VG5761全局快门影像传感器

另外两个针对汽车安全系统的传感器是VG5661和VG5761全局快门影像传感器,可用于驾驶监控系统。它们撷取从摄影机拍摄的场景,消除阳光或街道照明等外部影响,以增强车辆乘客监控并改善驾驶监控系统,特别是在接近940nm的近红外线照明下。这两种传感器也出现在新的功能应用中,例如评估驾驶注意力、乘客舒适度或儿童行为等。

VG5661和VG5761分别是160万画素和230万画素的车用传感器。意法半导体(STMicroelectronics)的汽车全局快门画素采用两个储存单元和3.2μm的小画素,即使在极具挑战的环境下也能提供小尺寸和高分辨率的影像,以获得更清晰的影像。两个储存区可提供双影像储存,实现高达98dB的线性高动态范围或无迟滞后背景消除。

它还消除了主机系统进行额外处理的负担。近红外线波长的高动态范围和高调变传递功能可最大限度地减少自然光源的干扰。这些传感器符合AEC-Q100第二级标准,并具备ASIL-B摄影系统所需的安全完整性,符合汽车安全标准ISO 26262。

图4 意法半导体VG5661和VG5761采用标准BGA封装或裸片,可直接整合到汽车OEM系统中。

 

5.ams AS5200L位置传感器

ams的双裸片AS5200L磁旋转位置传感器带有I2C接口,符合AEC-Q100一级标准,适合要求高精准度、冗余和小尺寸的高安全性汽车应用。其目标应用包括电气化动力传动线控功能,例如传统操纵杆和旋转变速器的线控换档,以及踏板应用等。

AS5200L具有对杂散磁场的抗扰性,因此可在嘈杂的磁环境中提供高精准度和可重复的测量。其裸片采用堆栈布置,这意味着它们可以与单个小目标磁体配对,同时从每个裸片输出相同的测量结果。每个裸片都有独立的封装引脚,防止组件的电气故障影响两个裸片。

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