試析人工智能時代汽車傳感器的現狀與發展

鐘靖東 林啟航 張發暉

上汽通用五菱汽車股份有限公司 廣西柳州市 545007

1 引言

我國經濟社會的發展帶動了城市的建設水平，同時提高了人民物質生活水平，人們對汽車的需求逐漸增加，從而推動著汽車行業的發展，現階段，汽車是人們日常生活和工作中不可代替的交通工具。而傳感器是汽車的主要構成部分，當傳感器應用更加科學先進的技術手段后，能夠全面感知汽車的行駛狀態，同時獲取相應的數據信息，并向汽車控制系統傳輸對應的數據，讓駕駛員擁有更加精準的參考依據。在人工智能技術發展背景下，汽車傳感器的類型越來越多，其自動化和智能化程度不斷提升，在汽車傳感器當中有效使用人工智能技術，能夠保證汽車行駛的穩定性和安全性，增強汽車生產制造效果，促進汽車產業科學發展。

2 淺析汽車傳感器的涵義

現如今，汽車發展的核心主要圍繞兩個方面，其一是為了將環保和能源問題引起的有關新能源汽車動力問題合理解決好，根據汽車制造業相關報告可知，在未來將會使用氫燃料電池作為汽車的發展方向；其二是為了提高汽車的安全性和舒適度，發展更加智能的汽車電子系統。而傳感器是汽車相應技術的關鍵點，并且在如今的汽車電子技術發展背景下，傳感器的應用程度進一步提升了，汽車的配方功能和發動機制也在不斷強化中。另外，改進底盤制動、操作功能可以保證汽車行駛的可靠性。從電子系統層面而言，在它運行過程中，其探測出的信號是主要的參照基礎，因此提高傳感器的精準度、一致性和穩定性是電子系統發展中的關鍵點，換言之傳感器技術直接反映了現代科學技術水平。

汽車傳感器，就是汽車測量系統中的前置部件，它可以將輸入量變換成可以測量的數據信號，并且傳感器包含了很多學科原理，必須要結合各種高新技術和學科內容，這樣才能呈現完整的傳感器工作轉態。根據能量的轉換形式，可以將汽車傳感器劃分為有源型和無源型兩種；其中，無源型需要連接電源，傳感器還需要測非電量來控制和調節其中的能量；而有源型能夠把各種形式的非電量轉變成電量。帶比例放大接口的傳感器原理圖，見圖1。

圖1 傳感器原理圖

3 汽車傳感器的主要特征

3.1 實時性

因為汽車的構成離不開傳感器的支持，在汽車每個部位安置相應的傳感器，能夠實時監測汽車結構和汽車形式情況，并且可以隨時獲得監測數據，將相關數據信息傳輸到汽車控制系統后，駕駛員就得到準確的數據參考。在汽車的車身、導航系統、發動機等各種部位應用傳感器，在傳感器的監測的下自動調節車內溫度和風速，以此提升汽車的舒適度；同時還可以準確判斷汽車和障礙物之間的距離，以此降低汽車行駛中的相關風險；另外，傳感器還可以根據汽車安全系數自動彈出安全氣囊，確保駕駛員的生命安全。

3.2 便利性

在汽車各個部位安裝傳感器以后，就可以實時獲取汽車行駛數據，同時運用數據集成系統，獲得汽車行駛中的全部數據，讓駕駛員在更加安全平穩的環境中前進，同時駕駛員還可以根據汽車控制系統掌握汽車行駛狀況和相應功能。由此可見，在汽車結構中安裝傳感器有著極大的便利性，特別是在導航系統應用傳感器技術，可以根據行駛路線和周邊環境進行有效判斷，并以此選擇最佳行車路線導航。另外，當駕駛員操作倒車入庫時，通過圖像傳感器和紅外線傳感器，駕駛員也可以通過汽車系統獲得實時倒車影像，并在語音助手幫助下順利操作好倒車入庫，這樣可以有效避免視線盲區，降低車輛剮蹭幾率。

3.3 精準性

傳感器的準確性直接影響著汽車行駛安全性，這和汽車控制系統的功能有著相應聯系。我國汽車制造業對于汽車的傳感器精準度有著嚴格的要求和標準，尤其是傳感器測量誤差規定，若汽車傳感器測量誤差較大，準確率達不到相關標準，就會致使傳感器獲得的數據信息不準確，最終影響著汽車控制系統顯示數據的真實性和準確性，嚴重影響著駕駛員的判斷。特別是在高速行駛的情況下，細小的數據誤差都會引起嚴重后果；另外，傳感器還需要準確判斷汽車發動機的壓力、轉速、流量和溫度，還有汽車的時速和剩余流量，只有更加精準的數據才能保證汽車行駛的安全性，從而達到交通法規標準，減少不必要的交通事故。所以汽車傳感具備著超高的精準性。

3.4 智能化

上文提到，在汽車行駛中，如果出現細小的誤差都會引起嚴重的后果，威脅著車內人員的生命安全。但是，在傳感器結構中科學應用智能化控制、分析和監測技術，可以保障汽車行駛安全性，降低交通事故的發生幾率。當汽車在行駛中遇到相應的障礙物，汽車傳感器就會通過激光判斷障礙物和汽車之間的距離，同時發出警報，方便駕駛員及時調整車速和緊急避讓；另外，傳感器還可以智能化監測和控制車門關閉狀態，有效規避在車門沒有關閉鎖死的情況下發動汽車。零位，傳感器可以在汽車受到強烈撞擊時精準判斷數據的變化，并將這些變動上傳到汽車控制系統中，以此迅速啟動安全氣囊，保護車內人員的安全。

4 應用現狀

因為在汽車中已經廣泛使用到了傳感器，一輛汽車中安裝了大約上百個傳感器，在發動機、底盤、導航系統等各部位應用傳感器，可以全面獲取汽車行駛數據，同時精準控制車內溫度、速度、轉速等多個指標，并相應數據反饋到汽車控制系統中，以此提高汽車行駛安全性。同時安裝傳感器還可以準確判斷汽車周邊的障礙物或其他異常情況，如果存在潛在危險就會自動發出警報，減少了交通事故的產生。

4.1 動力系統中的傳感器

將傳感器應用到汽車動力系統中，可以讓動力系統精準呈現汽車位置、電容、壓力、電流和速度等各方面數值，同時還能自動整理數據信息，為駕駛員提供正確的數據指導。對于數據的處理和分析功能，可以讓汽車行駛更加輕松，同時可以及時發現汽車存在的潛在風險和問題，從而采取有效應對方案。在傳感器監測和分析數據期間，如果某一項數據超出正常標準影響行駛效果，則會及時反饋到汽車控制系統，并呈現給駕駛員，方便駕駛員充分掌握這些情況，并在一定程度上降低交通事故的產生幾率。

比如壓力傳感器，在動力匯集系統當中，變速器燃油系統中的渦輪式發動機、氣缸負壓不斷上升，都需要壓力傳感器進行檢測；還有柴油微粒濾清器DPF、廢氣再循環系統以及柴油共軌等壓力也是同樣的道理。對于系統壓力和質量的檢測，制動液和駕駛員還需要借助傳感器技術，將氣管的絕對壓力精準測量出來，方便駕駛員具備準確的數據參考依據，無論是壓阻性還是電容性，都需要將傳感器中的元部件和信號處理間隔開。另外，壓力傳感器可以在惡劣環境中正常使用，同時還具備了良好的診斷能力和足夠的電磁兼容性。

4.2 底盤傳感器

汽車底盤傳感器主要是控制汽車的行駛、轉動和轉向，同時還可以準確收集、分析和整理汽車變速器的運行速度、車身高度、發動機的轉動效果以及加速踏板位置，其分析結果有利于駕駛員了解汽車的實際行駛瞬時速度，避免因為超速造成違章而受到不必要的處罰。汽車底盤傳感器的使用價值可以保證汽車行駛期間充分發揮相應的制動功能，以此提升行駛期間的應急能力。

4.3 車身控制傳感器

車身傳感器可以強化汽車行駛中的舒適度和安全性，并且車身控制傳感器的涉及范圍很廣，例如車外的環境和溫度，車內的濕度和溫度等，并且可以智能調節空調系統。還有控制光照的傳感器，能夠全面掌握倒車標準中的超聲波傳感器，而安全氣囊碰撞傳感器可以正確判斷大充氣囊引爆時間；門禁控制系統中的車速傳感器可以測量車輛和其他事物之間的距離，為駕駛員提供視覺盲區的圖像傳感器等，這些都屬于車身傳感器。

4.4 汽車雨量傳感器

如果汽車行駛在陰雨天氣，在擋風玻璃后面安裝雨量傳感器，可以自動檢測下雨量，并根據雨量大小向ECU 傳遞信號。雨量傳感器的工作原理是紅外波光學傳感器，主要是通過一組信息傳輸到LED 發光二極管以及接受端光電二極管兩者相互構成。那接收端當中的二極管可以輪流接受擋風玻璃位置傳輸過來的各種光線，如果這些反射光線數量一樣，接收電路會輸出無電壓；當雨滴掉落到雨量傳感器的敏感領域后，就會產生不同的反射光現象，從而會發出相應的電壓信息，并在極短時間內輸出數字脈沖。而其中的脈沖數量代表了雨量；如果擋風玻璃上的雨滴越來越大，則反射光就會越少，這時ECU 就會根據雨量傳感器發出的數據信息來控制雨刷速度，從而提高行駛安全性，減少雨天交通事故產生幾率。

4.5 汽車圖像傳感器

在人工智能技術發展背景下，汽車行業不斷朝著安全性和自動化駕駛機器人方向發展，這樣汽車控制系統可以實時監視周圍環境，并根據實際情況選擇相應的應對措施，以此減少周邊不良環境因素帶來的負面影響，從而達到安全性目的。而這樣的技術必須要視覺傳感器、雷達探測以及攝像頭的支持。并且在信息技術高速發展下，全景攝像頭的使用范圍不斷拓寬，成為了汽車制造的主要標配。而汽車身后的全景倒車攝像頭必須要具備超高的答復能力和靈敏度，這樣才能減少當車輛進入交叉路口時和其他車輛發生碰撞或產生其他事故。全景攝像頭的主要構成部分還有緊急制動輔助系統，可以使用在倒車盲點報警、航線控制、行駛車道偏離以及盲點檢測當中，這樣可以及時獲取相關數據并采取有效應對措施。另外，汽車圖像傳感器具備了實時監測范圍較廣的優勢，同時能夠分析和處理好圖像畫質，從一定層面而言，增強了車輛正常行駛的可靠性和安全性，也讓駕駛員可以感受到絕佳的、舒適的行駛體驗。

5 汽車傳感器的未來發展趨勢

5.1 檢測精度

在未來發展中，汽車傳感器將更加智能和精準，其檢測速度也將有所提高。并且檢測精準性本身也是汽車傳感器發展的中心，更是強化汽車綜合性能的有效做事。因此提升傳感器的檢測精準度，還需要深入研究人工智能技術的特征和優勢，同時還要借助其他先進技術，才能確保汽車傳感的檢測降準度得到明顯的強化，也讓碰撞預警、自動停車和智能控制車速等功能在汽車行駛中起到強大的作用。

5.2 反應速度

提高汽車傳感器的數據信息檢測精準度后，傳感器可以立即將監測到的數據上傳到總控制系統；然后結合總控制系統的相關指令進行傳感器控制性能。這一步驟花費的時間和傳感器的反應速度有著直接的關系。在人工智能技術不斷深入開發背景下，在未來還有研究出更多先進的功能，并且可以有效應用到汽車行駛中。應用先進功能的基礎條件就是不斷提升汽車傳感器的反應速度和準確率，這樣才能達到各種功能使用要求。那么就算人工智能技術再先進，其使用功能在強大，若傳感器的反應比較緩慢的話，也會嚴重制約這些功能效率，阻礙著汽車行業的健康發展。這說明了傳感器反應速度不僅可以提高突發事故的處理能力，還可以充分發揮其他功能的作用，從而推動人工智能技術的發展。

6 結語

想要有機整合人工智能技術和汽車傳感器，首要任務是掌握汽車傳感的工作原理，了解傳感器的相關特征和作用，結合汽車內容結構分類，進一步梳理清楚汽車內部傳感器的功能和價值。同時還要進一步掌握人工智能時代下汽車傳感器的實際使用，突出人工智能技術在傳感器中的作用，從而發揮傳感器在汽車行駛中的優勢，以此改變汽車行駛環境。還要全面分析汽車整體，掌控汽車傳感器的未來發展方向，著重提升傳感器的精準性和反應速度。不斷優化人工智能技術和傳感器的結合，才能充分發揮汽車傳感的實際作用，推動汽車行業的科學發展。