10个汽车热传感器

作者：Gina Roos，主编

随着新技术和新特性的出现，汽车应用的设计变得越来越具有挑战性，这些新技术和特性正在推动当今汽车中使用的传感器的数量和类型。两个最新的，也许是最大的驱动程序是自动驾驶和安全系统。

车辆配备了一系列传感器，用于测量压力、温度、位置、速度、湿度和占用等信息，以及用于高级驾驶辅助系统 (ADAS) 和摄像头的越来越多的传感器。以下是用于各种汽车应用的 10 个传感器（不按任何特定顺序）的选择，可以帮助您为下一个设计指明正确的方向。

1. OmniVision OV9284全局快门图像传感器OmniVision Technologies Inc. 的 OV9284 1 兆像素全局快门图像传感器达到了车内监控采用的标志，提供小尺寸、低功耗和出色的近红外 (NIR) 量子效率（QE）。针对 3 级半自动驾驶汽车的新安全法规，其中驾驶员状态监控 (DSM) 用于跟踪驾驶员的眼睛注视，OmniVision 声称 OV9284 在驾驶员监控图像传感器中提供了业界最佳的 NIR 量子效率 -在 940 纳米处为 12%。

此外，每秒 60 帧 (fps) 的功耗为 90 mW，据称比最接近的竞争对手低 30%。采用OmniPixel 3-GS 技术的全局快门传感器以  高达 120 fps 的视频速度提供 1,280 × 800 分辨率，并采用 5,237 × 4,463-µm 芯片级封装。

OmniVision 的 OV9284 为驾驶员状态监控应用提供小尺寸、低功耗和出色的 NIR QE。

2. TDK IAM-20680 和IAM-20680HP IMU TDKCorp. 通过其InvenSense 子公司推出了新的汽车高精度MEMS 运动传感器系列。“MotionTracking”符合汽车标准的IAM-20680 和 IAM-20680HP六轴惯性测量单元 (IMU) 有助于提高车辆在 GNSS 和 GPS 较差的环境中的绝对位置，例如隧道、停车场和城市峡谷。TDK 表示，这些 MEMS 传感器可用于在卫星信号较差或不存在时改进对车辆位置、方向和速度的估计，并在卫星信号较强时提高位置估计的质量。 .

IAM-20680 被吹捧为最小的六轴汽车级传感器（结合了三轴陀螺仪和三轴加速度计），据称是业内唯一具有 16 位加速度计和 16 位陀螺仪系列的设备-今天的量产车。工作温度范围为 –40°C 至 85°C。如果您正在寻找更强大和更高温度范围的 IMU，IAM-20680HP 是 IAM-20680 的高性能版本，可提供 –40°C 至 105°C 的扩展工作温度范围和高陀螺仪和抵消热稳定性。它与 IAM-20680 的引脚、封装和寄存器兼容。

此外，IAM-20680 和 IAM-20680HP 被设计成新的 InvenSense Coursa Drive 软件解决方案，这是面向自动驾驶汽车 (AV) 平台开发人员的惯性辅助定位软件。Coursa Drive 是InvenSense 定位库(IPL)的高性能扩展；它将仅惯性车辆的定位提高到 <0.2% 的行驶距离。这种精度是在 GNSS/感知系统环境中保持分米车道级车辆定位所必需的。

TDK 的六轴 IAM-20680HP 和 IAM-20680 提供出色的温度稳定性，可在具有挑战性的环境中进行导航驾驶，并提供低灵敏度误差以保持汽车正确转向。

3. Vishay VCNL4030X01光学传感器Vishay Semiconductors VCNL4030X01 在小型 4 × 2.36 × 0.75-mm 表面贴装封装中结合了用于接近和环境光的光电探测器、信号调理 IC、16 位 ADC 和大功率 IRED ，节省电路板空间并提高多传感器应用的设计灵活性。符合 AEC-Q101 标准的接近和环境光传感器用途广泛，可用于许多应用，包括移动设备、智能家居、工业和汽车。

Vishay 表示，使用该公司的 Filtron 技术，它可以使环境光谱灵敏度接近人眼，同时提供出色的背景光消除能力。此外，传感器还提供可编程中断功能，可以设置高阈值和低阈值以降低整体功耗。

VCNL4030X01 的内置环境光光电二极管提供 0.004 lx 至 4.2 klx 的检测范围，这允许该设备在黑暗或高透明度镜头设计中运行。VCNL4030X01 的接近传感器使用智能消除来消除串扰，智能持久性方案可在检测到物体时提供快速响应时间和准确性。该设备可以检测距离达 300 毫米的物体。

Vishay Semiconductors VCNL4030X01 在小型表面贴装封装中结合了用于接近和环境光的光电探测器、信号调理 IC、16 位 ADC 和大功率 IRED。

4. STMicroelectronics VG5661 和 VG5761全局快门图像传感器另外两个针对汽车安全系统的传感器是 ST 用于驾驶员监控系统的 VG5661 和 VG5761 全局快门图像传感器。它们捕捉摄像头照亮的场景，消除阳光或街道照明等外部影响，以增强车辆乘员监控并改善驾驶员监控系统，尤其是在接近 940 nm 的近红外照明下。这些传感器还可用于新功能应用，例如评估驾驶员注意力、乘客舒适度或儿童行为。

VG5661 和 VG5761 是 1.6-megapixel 和 2.3-megapixel 汽车传感器。ST 的汽车全局快门像素设计有两个存储单元和 3.2 μm 的小像素尺寸，即使在具有挑战性的条件下，也能提供更清晰的图像的小尺寸和更高的分辨率。两个存储区提供双图像存储，可实现高达 98 dB 的线性高动态范围或无滞后效应的背景去除。它还消除了主机系统进行额外处理的需要。近红外波长的高动态范围和高调制传递函数可最大限度地减少自然光源的干扰。这些传感器符合 AEC-Q100 2 级标准，并包含符合汽车安全标准 ISO 26262 的 ASIL-B 摄像头系统所需的安全完整性功能。

STMicroelectronics 的 VG5661 和 VG5761 采用标准 BGA 封装或作为裸片直接集成到汽车 OEM 系统中。

5. ams AS5200L位置传感器适用于需要高精度、冗余和小尺寸的安全关键型汽车应用，具有 I 2 C 接口的 ams 双芯片 AS5200L 磁性旋转位置传感器符合 AEC-Q100 1 级标准. 目标应用包括电动动力总成线控驱动控制功能，例如用于传统杆式和旋转式换档器以及踏板应用的线控换档。

AS5200L 具有对杂散磁场的固有免疫力，因此可在嘈杂的磁场环境中提供高度准确和可重复的测量。这些裸片采用堆叠配置，这意味着它们可以与单个小型目标磁铁配对，同时从每个裸片提供相同的测量输出。每个裸片的独立封装引脚可防止器件中的电气故障影响两个裸片。

ams 汽车级传感器采用 MLF-16 封装，专为混合动力、电池供电和传统车辆中的换档器位置检测而设计。

6. 德州仪器AWR1642 传感器虽然是一年多前推出的，德州仪器的汽车毫米波传感器仍然值得一提，适用于包括长、短程和中程雷达在内的 ADAS 应用。符合汽车标准且高度集成的超宽带 AWR1642 毫米波传感器还可用于检测门和行李箱附近的自由空间和障碍物、机舱内的占用检测、入侵者警报和更智能的自动泊车。

该单芯片解决方案 FMCW 雷达传感器工作在 76 至 81GHz 频段，包括 DSP 子系统，其中包含用于雷达信号处理的 TI C674x DSP 和用于无线电配置、控制和校准的基于 Arm R4F 的处理器子系统。该芯片采用 0.65 毫米间距、161 引脚 10.4 × 10.4 毫米倒装芯片 BGA 封装。可以使用软件开发工具包、示例配置和其他设计资源来加快开发时间。一个示例是车辆乘员检测参考设计，它提供了系统级概述和软件示例，用于使用 AWR1642 传感器检测车内人员。

7. Velodyne VelaDome、Velarray 和 VellaLiDAR 传感器将在 ADAS 和自动驾驶汽车中必不可少，但存在一些限制，特别是在成本和技术问题领域，例如范围和分辨率（参见“自动驾驶汽车和关于激光雷达传感器”）。Velodyne Lidar 是一家在先进驾驶安全系统的激光雷达传感器技术方面取得重大进展的公司。尽管缺少产品规格，但值得关注 Velodyne 的最新产品 - VelaDome、Velarray 和 Vella。

VelaDome 被吹捧为业界首款宽视场短距离传感器，是一款小型嵌入式 LiDAR，可用于近距物体避让和盲点监测，提供 180° × 180° 超宽图像并检测近距物体0.1 米。

Vella 是该公司的 ADAS 解决方案，由方向视图（白天或夜晚）Velarray LiDAR 传感器提供支持。它有望在高速公路上实现更快的物体识别和更长的制动距离。目标应用包括车道保持辅助、自动紧急制动 (AEB) 和自适应巡航控制。

8. ACEINNA IMU381ZA IMU像ACEINNA的IMU381ZA IMU这样的集成惯性传感模块可以在单个组件中替换多个传感功能，节省空间，减少材料清单，降低成本和开发时间。

六自由度 (DOF)（带有可选的三轴磁传感器）IMU381ZA 可测量高达 4 g 的加速度，提供 3-V 至 5.5-V 电源电压，并在宽工作温度范围内工作温度范围为 –40°C 至 85°C。此外，它采用 24 × 37 × 9.5 毫米的小尺寸封装。提供标准和高范围型号。两种型号均提供评估套件。

9. Quanergy S3 固态激光雷达Quanergy Systems, Inc. 认为固态激光雷达将有助于降低激光雷达解决方案的成本。由于没有移动部件，S3-2 还提供了高可靠性，同时需要更少的功率。该公司将其 S3 固态 LiDAR 传感器与其 QORTEX 对象分析软件相结合，以分析 3D 点云数据，以执行对象检测、跟踪和分类等安全关键功能。人工智能软件可以根据一个或多个 LiDAR 传感器收集的数据进行物体检测。

10. Vayyar 3D 图像传感器Vayyar Imaging 的 3D 图像传感器提供 360° 感应，以了解车辆内外发生的情况。该公司用于毫米波 3D 成像的片上系统 (SoC) 集成了 72 个发射器和 72 个接收器，以及一个可实现高分辨率和高精度的高级 DSP。SoC 涵盖 3 GHz 至 81 GHz 的成像和雷达频段。该芯片不需要外部 CPU 来执行复杂的成像算法。此外，它可以在任何天气或光照条件下运行，这使其适用于汽车市场。

对于汽车内外的 360° 感应，传感器可以检测和监控存在、位置、姿势、距离、生命体征和障碍物。传感器每秒可以检测超过 15 万个兴趣点。

审核编辑 黄昊宇