电子发烧友网报道(文/梁浩斌)近年来,随着智能化、电动化正在成为汽车的核心竞争力,汽车半导体的市场需求规模也在不断加速增长。IDC预计全球汽车半导体市场规模在2026年将达到669.63亿美元,2022-2026年复合增长率为4.7%,高于整体半导体市场的3.2%。因此,汽车成为了近年各大半导体厂商纷纷着重布局的业务。
而汽车智能化的浪潮中,智能座舱是其中的核心之一。作为全球领先的光学解决方案商,艾迈斯欧司朗近期展示了其汽车与出行领域的最新技术,包括智能座舱传感、可见光应用等等。
智能座舱传感应用,如何选择合适光源?
随着辅助驾驶系统的逐渐普及,为了对驾驶员的状况进行监测并及时作出安全性提醒,比如驾驶员疲劳驾驶、双手离开方向盘、行驶中驾驶员视线偏离路面等情况,催生出对DMS驾驶员状态监测系统的需求。
据艾迈斯欧司朗现场应用工程师苏阳介绍,对于汽车舱内传感的应用,艾迈斯欧司朗将其定义成三个部分,包括DMS、舱内监控(IMS)、手势识别系统。而这三大应用中,采用的光源基本都是红外光,艾迈斯欧司朗主要提供的正是这些系统中的红外光源部分。
而对于DMS实际的应用,不同客户会有包括安装位置等的不同需求,艾迈斯欧司朗有不同的红外光源产品可以推给客户。比如客户需求是将DMS安装在汽车座舱内A柱上,这对模组的体积有一定要求,而根据这种需求,VCSEL可以使整个模块体积大大减小,较好的散热性能会更适合用于A柱场景中。
艾迈斯欧司朗针对舱内的DMS应用,提供了两种VCSEL红外光源产品。Tara2000-AUT可以满足模块小型化的需求,同时散热性能耗,且具有多FOI(照明范围)、940nm和850nm两种波长可选。Tara2000-AUT-SAFE则在Tara2000-AUT的基础上,增加了人眼安全保护功能。
艾迈斯欧司朗还提供了三款LED红外光源产品:Oslon Black,可定制透镜角度;Piccolo,可实现LED小型化;SYNIOS,可提供无透镜裸片,让客户在设计上更加自由。
当然,DMS和IMS的应用其实类似,最大的不同在于DMS只需要关注驾驶员的状况,而IMS趋向于监测全车乘客状态,所以在光源部分可以通用。
手势识别也是目前很多新能源车型的智能座舱中的一种操作模式,通过识别用户手势来进行对车内座舱各种功能的操作。在手势识别上,艾迈斯欧司朗主推VCSEL激光产品,VCSEL红外光源与ToF传感器可以搭建成手势识别模块。
那么VCSEL和LED该如何选择?苏阳表示可以从四个方面来对比。
首先在窗口效率上,红外VCSEL会更高,在覆盖到传感器视场角的区域内,从中心往外扩散后用匀光片进行导光补偿,令其在窗口上的效率更高。而LED相对的棱镜是用光锥的方式投射出去,所以会出现中间亮,周围一圈越来越暗的情况。因此汽车舱内的红外LED,可能会用两颗以上的方式进行光源的叠加,并且会用一个外加的透镜进行二次的光形整合,那样可以达到一个比较好的效果。
光源的均匀性不同,会影响到图像质量。VCSEL的均匀性较好,从图表上看,中心点较弱而两侧较强,可以弥补它在平面上面光强比较弱的情况。而LED则是中间亮,两边暗,这是由于LED模组上的透镜,导致其均匀性的差异。
VCSEL的发光波长范围较小,940nm VCSEL的波长可能在正负5到10纳米的范围区间,这样的窄波长产品在实际应用中,大部分的光可以被CMOS传感器接收到,滤光片的滤光效果不会把这一部分的能量进行过滤,这样整体在模组中使用VCSEL的数量可以更少,单颗的能量不会有一部分被滤光片吸收掉,效率会更高。不过窄波长也会产生激光的相干性,容易形成失效点,因此在眼球追踪的应用中成功率会降低。
红外LED波长范围较大,宽波长使其不会像VCSEL激光产生相干性。因此在DMS做眼球追踪功能的时候,可以更容易实现眼球的定位捕捉。
另外,VCSEL支持快速开关驱动 ,瞬时功率更大,在手势识别等应用上可能会用到60MHz以上的驱动频率,使它可以在几纳秒之内可以将电流提高至2A甚至以上。而红外的LED驱动脉冲可能会有拖尾的情况,驱动时间最低也需要10-20纳秒左右,因此红外LED在一些高频驱动使用的条件下面,可能无法达到客户要求的大电流。
方向盘电容式离手检测
方向盘离手检测同样是目前智能驾驶系统中的重要一环,目前市面有三种方案:第一种是基于扭矩传感的检测,这种方案的好处是,可以复用原有方向盘上的扭矩传感器,成本最低。但缺点也是显而易见的,就是需要人手对方向盘施加力,也无法识别手的姿态,并且很容易通过在方向盘上挂上重物来欺骗系统。
第二种方案是基于DMS红外的摄像头系统。通过视觉的方式来检测,虽然可以识别到手的姿态,但无法判断手是否与方向盘有接触。
第三种是电容式传感,这种方案可以检测手是否接触到方向盘,包括用一些物理的机制去检测你的手是左手还是右手,或者有几根手指握在方向盘上,包括握的力道,都能通过电容值变化的方式进行感知,精度较高。除此之外,由于具备加热功能的方向盘上的加热丝本身有导电的感知层,所以电容式传感方案可以复用这里的感知层,利用开关管进行分时复用,就可以实现加热的同时起到感知作用。
针对电容式离手检测应用,艾迈斯欧司朗推出了AS8579芯片,具有10路通道,客户可以进行分区使用,甚至可以作为其他电容功能按键使用。同时这款芯片支持电阻和电容双测量方式,14bit的阻抗测量分辨率,测量范围在2-2000pF,功能的安全达到ASIL B的等级。
AS8579在封装方面,采用了小型化的SSOP24的封装,可以使系统更加紧凑,降低附加成本。 同时,考虑到上述应用在国内相对较新,客户上手可能会遇到困难,因此艾迈斯欧司朗对AS8579的相关支持也较为丰富,包括规格书和评估板、PCB的设计指南、还有软件基础代码的支持等等。
小结:
在汽车智能化的浪潮下,在汽车座舱内,人机交付需要持续地创新,而这种情况下,在智能座舱内应用传感技术感知用户状态的需求显得尤为重要。目前,除了DMS等用到的红外光源以及电容式离手检测芯片外,艾迈斯欧司朗还将其领先的光学技术,比如光源、照明等产品带到车载屏幕背光、车内氛围灯等应用上,赋能智能座舱。随着传感、光源等技术的进一步升级,未来可以期待智能座舱能够为用户带来高质量的体验。
而汽车智能化的浪潮中,智能座舱是其中的核心之一。作为全球领先的光学解决方案商,艾迈斯欧司朗近期展示了其汽车与出行领域的最新技术,包括智能座舱传感、可见光应用等等。
智能座舱传感应用,如何选择合适光源?
随着辅助驾驶系统的逐渐普及,为了对驾驶员的状况进行监测并及时作出安全性提醒,比如驾驶员疲劳驾驶、双手离开方向盘、行驶中驾驶员视线偏离路面等情况,催生出对DMS驾驶员状态监测系统的需求。
据艾迈斯欧司朗现场应用工程师苏阳介绍,对于汽车舱内传感的应用,艾迈斯欧司朗将其定义成三个部分,包括DMS、舱内监控(IMS)、手势识别系统。而这三大应用中,采用的光源基本都是红外光,艾迈斯欧司朗主要提供的正是这些系统中的红外光源部分。
而对于DMS实际的应用,不同客户会有包括安装位置等的不同需求,艾迈斯欧司朗有不同的红外光源产品可以推给客户。比如客户需求是将DMS安装在汽车座舱内A柱上,这对模组的体积有一定要求,而根据这种需求,VCSEL可以使整个模块体积大大减小,较好的散热性能会更适合用于A柱场景中。
艾迈斯欧司朗针对舱内的DMS应用,提供了两种VCSEL红外光源产品。Tara2000-AUT可以满足模块小型化的需求,同时散热性能耗,且具有多FOI(照明范围)、940nm和850nm两种波长可选。Tara2000-AUT-SAFE则在Tara2000-AUT的基础上,增加了人眼安全保护功能。
艾迈斯欧司朗还提供了三款LED红外光源产品:Oslon Black,可定制透镜角度;Piccolo,可实现LED小型化;SYNIOS,可提供无透镜裸片,让客户在设计上更加自由。
当然,DMS和IMS的应用其实类似,最大的不同在于DMS只需要关注驾驶员的状况,而IMS趋向于监测全车乘客状态,所以在光源部分可以通用。
手势识别也是目前很多新能源车型的智能座舱中的一种操作模式,通过识别用户手势来进行对车内座舱各种功能的操作。在手势识别上,艾迈斯欧司朗主推VCSEL激光产品,VCSEL红外光源与ToF传感器可以搭建成手势识别模块。
那么VCSEL和LED该如何选择?苏阳表示可以从四个方面来对比。
首先在窗口效率上,红外VCSEL会更高,在覆盖到传感器视场角的区域内,从中心往外扩散后用匀光片进行导光补偿,令其在窗口上的效率更高。而LED相对的棱镜是用光锥的方式投射出去,所以会出现中间亮,周围一圈越来越暗的情况。因此汽车舱内的红外LED,可能会用两颗以上的方式进行光源的叠加,并且会用一个外加的透镜进行二次的光形整合,那样可以达到一个比较好的效果。
光源的均匀性不同,会影响到图像质量。VCSEL的均匀性较好,从图表上看,中心点较弱而两侧较强,可以弥补它在平面上面光强比较弱的情况。而LED则是中间亮,两边暗,这是由于LED模组上的透镜,导致其均匀性的差异。
VCSEL的发光波长范围较小,940nm VCSEL的波长可能在正负5到10纳米的范围区间,这样的窄波长产品在实际应用中,大部分的光可以被CMOS传感器接收到,滤光片的滤光效果不会把这一部分的能量进行过滤,这样整体在模组中使用VCSEL的数量可以更少,单颗的能量不会有一部分被滤光片吸收掉,效率会更高。不过窄波长也会产生激光的相干性,容易形成失效点,因此在眼球追踪的应用中成功率会降低。
红外LED波长范围较大,宽波长使其不会像VCSEL激光产生相干性。因此在DMS做眼球追踪功能的时候,可以更容易实现眼球的定位捕捉。
另外,VCSEL支持快速开关驱动 ,瞬时功率更大,在手势识别等应用上可能会用到60MHz以上的驱动频率,使它可以在几纳秒之内可以将电流提高至2A甚至以上。而红外的LED驱动脉冲可能会有拖尾的情况,驱动时间最低也需要10-20纳秒左右,因此红外LED在一些高频驱动使用的条件下面,可能无法达到客户要求的大电流。
方向盘电容式离手检测
方向盘离手检测同样是目前智能驾驶系统中的重要一环,目前市面有三种方案:第一种是基于扭矩传感的检测,这种方案的好处是,可以复用原有方向盘上的扭矩传感器,成本最低。但缺点也是显而易见的,就是需要人手对方向盘施加力,也无法识别手的姿态,并且很容易通过在方向盘上挂上重物来欺骗系统。
第二种方案是基于DMS红外的摄像头系统。通过视觉的方式来检测,虽然可以识别到手的姿态,但无法判断手是否与方向盘有接触。
第三种是电容式传感,这种方案可以检测手是否接触到方向盘,包括用一些物理的机制去检测你的手是左手还是右手,或者有几根手指握在方向盘上,包括握的力道,都能通过电容值变化的方式进行感知,精度较高。除此之外,由于具备加热功能的方向盘上的加热丝本身有导电的感知层,所以电容式传感方案可以复用这里的感知层,利用开关管进行分时复用,就可以实现加热的同时起到感知作用。
针对电容式离手检测应用,艾迈斯欧司朗推出了AS8579芯片,具有10路通道,客户可以进行分区使用,甚至可以作为其他电容功能按键使用。同时这款芯片支持电阻和电容双测量方式,14bit的阻抗测量分辨率,测量范围在2-2000pF,功能的安全达到ASIL B的等级。
AS8579在封装方面,采用了小型化的SSOP24的封装,可以使系统更加紧凑,降低附加成本。 同时,考虑到上述应用在国内相对较新,客户上手可能会遇到困难,因此艾迈斯欧司朗对AS8579的相关支持也较为丰富,包括规格书和评估板、PCB的设计指南、还有软件基础代码的支持等等。
小结:
在汽车智能化的浪潮下,在汽车座舱内,人机交付需要持续地创新,而这种情况下,在智能座舱内应用传感技术感知用户状态的需求显得尤为重要。目前,除了DMS等用到的红外光源以及电容式离手检测芯片外,艾迈斯欧司朗还将其领先的光学技术,比如光源、照明等产品带到车载屏幕背光、车内氛围灯等应用上,赋能智能座舱。随着传感、光源等技术的进一步升级,未来可以期待智能座舱能够为用户带来高质量的体验。
声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。
举报投诉
-
智能座舱
+关注
关注
4文章
748浏览量
15922
发布评论请先 登录
相关推荐
2024年全球与中国7nm智能座舱芯片行业总体规模、主要企业国内外市场占有率及排名
7nm智能座舱芯片市场报告主要研究:
7nm智能座舱芯片市场规模: 产能、产量、销售、产值、价格、成本、利润等
7nm智能
发表于 03-16 14:52
新能源汽车需要怎样的主驱逆变器?汽车厂商又如何选择合适的主驱方案?
随着新能源汽车的发展,其关键部件主驱逆变器的重要性越来越高。市场对主驱逆变器提出了哪些核心需求;在不同的需求下,市场上又有哪些流行的主驱技术方案;汽车厂商又如何选择一款
德赛西威联合高通基于最新一代骁龙座舱平台发布智能座舱G9SH
高算力,旨在为汽车制造商提供兼具成本优势和高性能的解决方案,助力满足消费者不断增长的先进数字化和沉浸式用户体验需求。 作为高通技术公司性能最强大的座舱平台,最新一代骁龙座舱平台旨在助力
智能座舱的定义及发展
体验的重要部分,智能座舱的优化和创新将对汽车行业产生深远影响。分离式智能座舱控制域,作为一项创新技术,正引领着智能体验新风向。 1
车载屏幕真的越多越好吗?如何选择合适的芯片来搭建智能座舱方案?
汽车正在演进为最大的移动智能终端,显示屏成为了数字化智能座舱的“基础设施”,就连普通家用车也逐渐把交互屏作为标配。
发表于 09-15 11:25
•440次阅读
虹科干货|如何选择合适水下应用的集成电缆传感器?
在许多工业过程中,需要将传感器浸入液体中,因此必须根据环境条件进行选择合适的传感器。阅读本篇文章,教您如何选择适合项目的集成电缆
旋转霍尔效应磁传感器选择的利弊
MPS MagAlpha系列提供了旋转霍尔效应磁传感器,当磁体在传感器上方或侧方旋转时,它可以感应磁体的位置。磁体的准确尺寸、形状和材料应根据具体的应用需求和目标成本进行
华秋亮相汽车电子研讨会,展出智能座舱方案、高可靠PCB板
随着互联网和计算技术的进步,汽车行业正在向数字化转型,人们对于先进技术赋能的汽车需求与日俱增。包括基于高带宽视频流数据的ADAS环视辅助系统、基于互联网应用的智能座舱信息娱乐系统、基于5G热点连接
发表于 06-16 15:10
奥迪威PMUT方案如何赋能智能座舱CPD系统
,无止境”主题论坛并围绕“MEMS超声波传感器在CPD应用的探讨”作主题演讲,深入阐述奥迪威PMUT方案如何赋能智能座舱CPD系统。 CPD系统 儿童遗留检测系统(CPD,Child
评论