试析人工智能时代汽车传感器的现状与发展

钟靖东 林启航 张发晖

上汽通用五菱汽车股份有限公司 广西柳州市 545007

1 引言

我国经济社会的发展带动了城市的建设水平，同时提高了人民物质生活水平，人们对汽车的需求逐渐增加，从而推动着汽车行业的发展，现阶段，汽车是人们日常生活和工作中不可代替的交通工具。而传感器是汽车的主要构成部分，当传感器应用更加科学先进的技术手段后，能够全面感知汽车的行驶状态，同时获取相应的数据信息，并向汽车控制系统传输对应的数据，让驾驶员拥有更加精准的参考依据。在人工智能技术发展背景下，汽车传感器的类型越来越多，其自动化和智能化程度不断提升，在汽车传感器当中有效使用人工智能技术，能够保证汽车行驶的稳定性和安全性，增强汽车生产制造效果，促进汽车产业科学发展。

2 浅析汽车传感器的涵义

现如今，汽车发展的核心主要围绕两个方面，其一是为了将环保和能源问题引起的有关新能源汽车动力问题合理解决好，根据汽车制造业相关报告可知，在未来将会使用氢燃料电池作为汽车的发展方向；其二是为了提高汽车的安全性和舒适度，发展更加智能的汽车电子系统。而传感器是汽车相应技术的关键点，并且在如今的汽车电子技术发展背景下，传感器的应用程度进一步提升了，汽车的配方功能和发动机制也在不断强化中。另外，改进底盘制动、操作功能可以保证汽车行驶的可靠性。从电子系统层面而言，在它运行过程中，其探测出的信号是主要的参照基础，因此提高传感器的精准度、一致性和稳定性是电子系统发展中的关键点，换言之传感器技术直接反映了现代科学技术水平。

汽车传感器，就是汽车测量系统中的前置部件，它可以将输入量变换成可以测量的数据信号，并且传感器包含了很多学科原理，必须要结合各种高新技术和学科内容，这样才能呈现完整的传感器工作转态。根据能量的转换形式，可以将汽车传感器划分为有源型和无源型两种；其中，无源型需要连接电源，传感器还需要测非电量来控制和调节其中的能量；而有源型能够把各种形式的非电量转变成电量。带比例放大接口的传感器原理图，见图1。

图1 传感器原理图

3 汽车传感器的主要特征

3.1 实时性

因为汽车的构成离不开传感器的支持，在汽车每个部位安置相应的传感器，能够实时监测汽车结构和汽车形式情况，并且可以随时获得监测数据，将相关数据信息传输到汽车控制系统后，驾驶员就得到准确的数据参考。在汽车的车身、导航系统、发动机等各种部位应用传感器，在传感器的监测的下自动调节车内温度和风速，以此提升汽车的舒适度；同时还可以准确判断汽车和障碍物之间的距离，以此降低汽车行驶中的相关风险；另外，传感器还可以根据汽车安全系数自动弹出安全气囊，确保驾驶员的生命安全。

3.2 便利性

在汽车各个部位安装传感器以后，就可以实时获取汽车行驶数据，同时运用数据集成系统，获得汽车行驶中的全部数据，让驾驶员在更加安全平稳的环境中前进，同时驾驶员还可以根据汽车控制系统掌握汽车行驶状况和相应功能。由此可见，在汽车结构中安装传感器有着极大的便利性，特别是在导航系统应用传感器技术，可以根据行驶路线和周边环境进行有效判断，并以此选择最佳行车路线导航。另外，当驾驶员操作倒车入库时，通过图像传感器和红外线传感器，驾驶员也可以通过汽车系统获得实时倒车影像，并在语音助手帮助下顺利操作好倒车入库，这样可以有效避免视线盲区，降低车辆剐蹭几率。

3.3 精准性

传感器的准确性直接影响着汽车行驶安全性，这和汽车控制系统的功能有着相应联系。我国汽车制造业对于汽车的传感器精准度有着严格的要求和标准，尤其是传感器测量误差规定，若汽车传感器测量误差较大，准确率达不到相关标准，就会致使传感器获得的数据信息不准确，最终影响着汽车控制系统显示数据的真实性和准确性，严重影响着驾驶员的判断。特别是在高速行驶的情况下，细小的数据误差都会引起严重后果；另外，传感器还需要准确判断汽车发动机的压力、转速、流量和温度，还有汽车的时速和剩余流量，只有更加精准的数据才能保证汽车行驶的安全性，从而达到交通法规标准，减少不必要的交通事故。所以汽车传感具备着超高的精准性。

3.4 智能化

上文提到，在汽车行驶中，如果出现细小的误差都会引起严重的后果，威胁着车内人员的生命安全。但是，在传感器结构中科学应用智能化控制、分析和监测技术，可以保障汽车行驶安全性，降低交通事故的发生几率。当汽车在行驶中遇到相应的障碍物，汽车传感器就会通过激光判断障碍物和汽车之间的距离，同时发出警报，方便驾驶员及时调整车速和紧急避让；另外，传感器还可以智能化监测和控制车门关闭状态，有效规避在车门没有关闭锁死的情况下发动汽车。零位，传感器可以在汽车受到强烈撞击时精准判断数据的变化，并将这些变动上传到汽车控制系统中，以此迅速启动安全气囊，保护车内人员的安全。

4 应用现状

因为在汽车中已经广泛使用到了传感器，一辆汽车中安装了大约上百个传感器，在发动机、底盘、导航系统等各部位应用传感器，可以全面获取汽车行驶数据，同时精准控制车内温度、速度、转速等多个指标，并相应数据反馈到汽车控制系统中，以此提高汽车行驶安全性。同时安装传感器还可以准确判断汽车周边的障碍物或其他异常情况，如果存在潜在危险就会自动发出警报，减少了交通事故的产生。

4.1 动力系统中的传感器

将传感器应用到汽车动力系统中，可以让动力系统精准呈现汽车位置、电容、压力、电流和速度等各方面数值，同时还能自动整理数据信息，为驾驶员提供正确的数据指导。对于数据的处理和分析功能，可以让汽车行驶更加轻松，同时可以及时发现汽车存在的潜在风险和问题，从而采取有效应对方案。在传感器监测和分析数据期间，如果某一项数据超出正常标准影响行驶效果，则会及时反馈到汽车控制系统，并呈现给驾驶员，方便驾驶员充分掌握这些情况，并在一定程度上降低交通事故的产生几率。

比如压力传感器，在动力汇集系统当中，变速器燃油系统中的涡轮式发动机、气缸负压不断上升，都需要压力传感器进行检测；还有柴油微粒滤清器DPF、废气再循环系统以及柴油共轨等压力也是同样的道理。对于系统压力和质量的检测，制动液和驾驶员还需要借助传感器技术，将气管的绝对压力精准测量出来，方便驾驶员具备准确的数据参考依据，无论是压阻性还是电容性，都需要将传感器中的元部件和信号处理间隔开。另外，压力传感器可以在恶劣环境中正常使用，同时还具备了良好的诊断能力和足够的电磁兼容性。

4.2 底盘传感器

汽车底盘传感器主要是控制汽车的行驶、转动和转向，同时还可以准确收集、分析和整理汽车变速器的运行速度、车身高度、发动机的转动效果以及加速踏板位置，其分析结果有利于驾驶员了解汽车的实际行驶瞬时速度，避免因为超速造成违章而受到不必要的处罚。汽车底盘传感器的使用价值可以保证汽车行驶期间充分发挥相应的制动功能，以此提升行驶期间的应急能力。

4.3 车身控制传感器

车身传感器可以强化汽车行驶中的舒适度和安全性，并且车身控制传感器的涉及范围很广，例如车外的环境和温度，车内的湿度和温度等，并且可以智能调节空调系统。还有控制光照的传感器，能够全面掌握倒车标准中的超声波传感器，而安全气囊碰撞传感器可以正确判断大充气囊引爆时间；门禁控制系统中的车速传感器可以测量车辆和其他事物之间的距离，为驾驶员提供视觉盲区的图像传感器等，这些都属于车身传感器。

4.4 汽车雨量传感器

如果汽车行驶在阴雨天气，在挡风玻璃后面安装雨量传感器，可以自动检测下雨量，并根据雨量大小向ECU 传递信号。雨量传感器的工作原理是红外波光学传感器，主要是通过一组信息传输到LED 发光二极管以及接受端光电二极管两者相互构成。那接收端当中的二极管可以轮流接受挡风玻璃位置传输过来的各种光线，如果这些反射光线数量一样，接收电路会输出无电压；当雨滴掉落到雨量传感器的敏感领域后，就会产生不同的反射光现象，从而会发出相应的电压信息，并在极短时间内输出数字脉冲。而其中的脉冲数量代表了雨量；如果挡风玻璃上的雨滴越来越大，则反射光就会越少，这时ECU 就会根据雨量传感器发出的数据信息来控制雨刷速度，从而提高行驶安全性，减少雨天交通事故产生几率。

4.5 汽车图像传感器

在人工智能技术发展背景下，汽车行业不断朝着安全性和自动化驾驶机器人方向发展，这样汽车控制系统可以实时监视周围环境，并根据实际情况选择相应的应对措施，以此减少周边不良环境因素带来的负面影响，从而达到安全性目的。而这样的技术必须要视觉传感器、雷达探测以及摄像头的支持。并且在信息技术高速发展下，全景摄像头的使用范围不断拓宽，成为了汽车制造的主要标配。而汽车身后的全景倒车摄像头必须要具备超高的答复能力和灵敏度，这样才能减少当车辆进入交叉路口时和其他车辆发生碰撞或产生其他事故。全景摄像头的主要构成部分还有紧急制动辅助系统，可以使用在倒车盲点报警、航线控制、行驶车道偏离以及盲点检测当中，这样可以及时获取相关数据并采取有效应对措施。另外，汽车图像传感器具备了实时监测范围较广的优势，同时能够分析和处理好图像画质，从一定层面而言，增强了车辆正常行驶的可靠性和安全性，也让驾驶员可以感受到绝佳的、舒适的行驶体验。

5 汽车传感器的未来发展趋势

5.1 检测精度

在未来发展中，汽车传感器将更加智能和精准，其检测速度也将有所提高。并且检测精准性本身也是汽车传感器发展的中心，更是强化汽车综合性能的有效做事。因此提升传感器的检测精准度，还需要深入研究人工智能技术的特征和优势，同时还要借助其他先进技术，才能确保汽车传感的检测降准度得到明显的强化，也让碰撞预警、自动停车和智能控制车速等功能在汽车行驶中起到强大的作用。

5.2 反应速度

提高汽车传感器的数据信息检测精准度后，传感器可以立即将监测到的数据上传到总控制系统；然后结合总控制系统的相关指令进行传感器控制性能。这一步骤花费的时间和传感器的反应速度有着直接的关系。在人工智能技术不断深入开发背景下，在未来还有研究出更多先进的功能，并且可以有效应用到汽车行驶中。应用先进功能的基础条件就是不断提升汽车传感器的反应速度和准确率，这样才能达到各种功能使用要求。那么就算人工智能技术再先进，其使用功能在强大，若传感器的反应比较缓慢的话，也会严重制约这些功能效率，阻碍着汽车行业的健康发展。这说明了传感器反应速度不仅可以提高突发事故的处理能力，还可以充分发挥其他功能的作用，从而推动人工智能技术的发展。

6 结语

想要有机整合人工智能技术和汽车传感器，首要任务是掌握汽车传感的工作原理，了解传感器的相关特征和作用，结合汽车内容结构分类，进一步梳理清楚汽车内部传感器的功能和价值。同时还要进一步掌握人工智能时代下汽车传感器的实际使用，突出人工智能技术在传感器中的作用，从而发挥传感器在汽车行驶中的优势，以此改变汽车行驶环境。还要全面分析汽车整体，掌控汽车传感器的未来发展方向，着重提升传感器的精准性和反应速度。不断优化人工智能技术和传感器的结合，才能充分发挥汽车传感的实际作用，推动汽车行业的科学发展。