对于辅助驾驶系统和自动驾驶汽车来说，可能从来没有一种单一且最有效的方法来实现传感器技术，因为在汽车中集成传感器时需要考虑许多因素。
在AutoSens布鲁塞尔2020虚拟会议的闭幕式上，一个专家组讨论了传感器的正确组合，以及如何确保设计不会损害安全性，反之亦然。参与者包括帕特里克·丹尼；，汽车嵌入式供应商法雷奥视觉系统和高级驾驶员辅助系统高级专家；保罗-亨利·马塔；，沃尔沃汽车技术总监；罗伯特·斯特德；Sense Media集团董事总经理；EE Times欧洲和yoledédevelopment的技术和市场分析师皮尔里克·布莱说。
“如何让汽车看起来更好？情况非常复杂。多种感知方式、更快的大脑处理能力、具有更新车内网络的新车架构、自清洁传感器、常识层等等。”
1.汽车需要多少传感器？
越来越多的传感器部署在整车中，积极解决安全问题。今天我们的汽车里有多少传感器？进一步提高自主性还需要多少传感器？
Yole的Boulay说:“如果我们考虑ADAS的传感器——超声波、雷达、用于感应的摄像头、用于观察的摄像头和LiDAR，我们估计车辆有10到20个传感器，这取决于车辆的类型。高端车一般比低端车嵌入更多的传感器。”
传感器将是解锁高自动化水平的关键，传感器的数量和类型预计将会增加。“我们预计为这些自动化水平安装35到40个传感器，”Boulay说。“传感器将更加具体，因为我们将看到用于短、中和远程应用的传感器。一个传感器不能覆盖所有应用。每个应用或用例在传感器方面都有其规范和要求。”
越来越多的传感器只是冰山一角。传感器可以产生大量数据，而系统的处理能力受到严重限制。
Boulay说，向前迈进，拥有足够的计算能力来处理这些传感器产生的所有数据将是一个关键功能。他说:“虽然使用英特尔-Mobileye芯片的典型ADAS系统已经实现了0.25 TOPS到2.5 TOPS之间的飞跃，但机器人汽车已经超过了250 TOPS。最终，车辆的E/E架构将需要从分布式架构转变为带有域控制器的集中式架构，以便管理来自传感器的原始数据的融合。”
所以传感器越多越好？
Boulay说:“有些人可能会这么认为，但出于成本或集成的原因，车内传感器的数量不会无限增加。”
布雷预计，自动化传感器的数量将在某个时候趋于稳定。“主要区别在于软件水平和公司有效处理大量数据的能力。特斯拉等一些原始设备制造商仍然不使用LiDAR，而是押注于传感器和AI计算的结合，以实现高水平的自动化。”
“从地域上讲，有些OEM传感器会比其他OEM传感器更好，区别在于软件和计算水平。”他补充道。
2.优化传感器匹配
车辆可能会从蓝天出发，但很快就会在雨中行驶——这意味着传感器需要始终可用，以测量和监控变量。提高可用性的有效方法是部署冗余传感器来补偿可能的故障。
法雷奥集团的丹尼在小组会议上说:“观察环境的方式肯定不止一种。当你完全处于黑暗或恶劣天气中时，你需要许多方式和功能来协同工作。”
当人类视觉处于劣势时，传感器会有所帮助，传感器的多样性使汽车在任何天气和光线条件下都可靠。
Boulay说:“白天摄像头很好，而晚上有雾或下雨时，其他传感器就不会像摄像头那样‘瞎’了。即使车辆可以移动，它仍然可以移动并处于降级模式。”
3.正确的传感器位置
就像人的感觉一样，传感器必须放置在正确的位置才能持续反馈车周围的信息，但传感器的放置位置存在技术限制。
“例如，大灯中的冷凝水可能会妨碍激光雷达的工作。在下雪或寒冷的天气，霜冻可能会导致传感器故障。红外传感器不能穿透玻璃，也不能放在挡风玻璃后面。同样，对超声波传感器进行喷漆可能会改变其声学特性。”丹尼说。
沃尔沃的Matha表示，传感器的功耗也是一个关键挑战。
“每个传感器消耗1到10瓦的功率。如果加上所有具有ADAS功能的传感器，可以达到100或200 W，最高可达4 g CO 2。因此，我们必须降低功耗。此外，传感器的功能不会一直有效。”
热量管理是另一个需要考虑的限制。
Matha说:“挡风玻璃后面的温度可能达到90°C，可能没有合适的传感器。例如，如果我们把它们放在另一个区域，比如大灯，我们会有一些冷却系统，但这既复杂又昂贵。”
专家表示，模拟和驾驶测试可以帮助确定传感器的最佳位置。
最重要的是，Yole的Boulay表示，“传感器的位置与OEM定位的用例密切相关。从我们看到的激光雷达在高速公路自动驾驶车辆上的应用来看，激光雷达处于中心位置，几乎与ADAS摄像头和远程雷达对齐。对于其他使用情况，例如停车或城市驾驶，这些LiDAR单元的位置将有所不同，预计位于车辆的侧面或角落。”
4.传感器与美学的融合
Matha表示，沃尔沃汽车目前集成了20种传感器。很多都是完全隐藏的。例如，在沃尔沃XC90上，前驻车摄像头位于格栅内，侧摄像头位于每个车门后视镜内，后摄像头位于牌照上方。
“我们可以集成传感器，让它们看起来更漂亮。”
沃尔沃XC90的前置摄像头
但是我们一定要隐藏传感器吗？它们不能变成函数吗？
同时，如果一辆车是智能产品，它应该看起来像它，一切都不应该被隐藏。
传感器小到可以完全集成，这在现在几乎不明显。然而，当我们接近完全自主时，一些传感器“需要在汽车自动驾驶时变得非常突出。”。360激光雷达需要完全可见，其位置不会受到影响。
更重要的是，Astheimer强调，设计师和工程师需要共同努力，使传感器适合车辆的身份。Deliver-E是华威制造集团、华威大学和Astheimer联合开发的电动送货车原型，将摄像头集成在车侧，将LiDAR显著放在车尾。
当被问及集中式传感器在外部吊舱中的相关性时，Boulay引用了Magneti Marelli的Smart Corner，它可以容纳激光雷达、雷达、摄像头和超声波等传感器，以及基于LED的照明功能，如自适应光束和数字光处理。
Boulay说:“对于原始设备制造商来说，在制造过程中集成这些吊舱可能更容易，但如果发生事故，为保险或消费者维修或更换这些吊舱的成本将非常高。必须在集成、可修复性和成本之间找到平衡。”
5.减轻认知负担
人机界面不仅是连接驾驶员和汽车的桥梁，也是连接驾驶员和外界的桥梁。风险在于驾驶员会分散所有功能，错过重要的驾驶信息。
沃尔特卡车的零电货车
从事沃尔特卡车零电卡车的设计，Astheimer意识到提高驾驶员警觉性的重要性。他说:“在伦敦，尽管重型旅行车辆仅占总交通量的不到4%，但它们已造成50%以上的弱势道路使用者死亡。”
主要有两个原因:缺乏直接可见性和认知超负荷。
“认知超负荷是一个大问题，”Astheimer说。“我们需要确保ECU和CAN系统能够读取正确的信号，并以最清晰、最简单的方式显示信息，无论是触觉、听觉还是视觉。”
6.让安全变得酷
安全是销售互联汽车的关键吗？
“我们做生意是安全的，”玛莎说。“我们的客户需要安全性，我们只能使用传感器来确保安全性。因此，我们需要使用传感器来制造漂亮的汽车。”
还有一个方面需要考虑——用户需要知道他们汽车的智能水平，以保持对道路使用者及其周围环境的警惕。正如imer所说，“通过让产品变得越来越安全，你可以让司机远离他正在做的事情。在增加车辆自主性的过程中，你可以用简单的事情帮助司机，但你却在让困难的事情变得更加困难。随着车辆越来越多，司机不再集中精力。”
正如imer所说，非常重要的是，传感器和来自传感器的反馈信息可以帮助驾驶员了解正在发生的事情，而不仅仅是将他们与外部世界隔离开来。
编译:猫头鹰
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