在汽車(chē)領(lǐng)域，使用雷達(dá)，攝像機(jī)，激光（LIDAR，一種可以通過(guò)激光脈沖照射車(chē)輛或物體來(lái)測(cè)量距離的光探測(cè)和測(cè)距技術(shù)），紅外和超聲波傳感器系統(tǒng)通過(guò)防止因駕駛員錯(cuò)誤，注意力分散，注意力不集中和困倦而導(dǎo)致的事故，大大提高了安全性。過(guò)去，這些和其他汽車(chē)安全系統(tǒng)是放置在車(chē)輛內(nèi)的獨(dú)立的非集成技術(shù)，用于定位靜止物體并跟蹤移動(dòng)目標(biāo)，以警告駕駛員可能存在于道路前方的任何危險(xiǎn)。然而，傳感器融合現(xiàn)在有助于組合來(lái)自各種不同傳感器的信息，以減少響應(yīng)時(shí)間并提高準(zhǔn)確性（有關(guān)該主題的介紹，請(qǐng)參閱TechZone文章“傳感器融合：基礎(chǔ)知識(shí)”）。

基本上，傳感器融合結(jié)合了多種傳感技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，并專(zhuān)業(yè)地管理這些輸入。來(lái)自許多來(lái)源的傳感數(shù)據(jù)的這種組合意味著通過(guò)組合將改善從各個(gè)傳感器提供的數(shù)據(jù)，使得傳感器能夠集體地進(jìn)行比單獨(dú)實(shí)現(xiàn)的更多。

傳感器數(shù)據(jù)的融合正在成為這樣的標(biāo)準(zhǔn)?；谲?chē)輛的區(qū)域：

制動(dòng) - 自動(dòng)制動(dòng)，智能制動(dòng)輔助

巡航控制 - 全速和范圍自適應(yīng)控制

駕駛員警報(bào) - 前方碰撞警報(bào)

視覺(jué) - 后視攝像頭，平視顯示器

傳感器融合的主要目標(biāo)是提供，車(chē)道偏離信號(hào)，側(cè)盲點(diǎn)監(jiān)控，后方交叉路口警告高水平的安全性。內(nèi)部傳感器測(cè)量車(chē)輛運(yùn)動(dòng)，而外部傳感器測(cè)量車(chē)輛周?chē)奈矬w。傳感器還可以與基礎(chǔ)設(shè)施（交互式道路標(biāo)志，交通信號(hào)等）以及與其他網(wǎng)絡(luò)連接的車(chē)輛通信。控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（CAN）能夠理解傳感器通信，管理執(zhí)行器，控制器和融合框架，以提供安全的運(yùn)輸。

傳感器融合系統(tǒng)結(jié)合了硬件，相關(guān)算法，模擬器和建模工具來(lái)開(kāi)發(fā)一個(gè)平臺(tái)，使用同時(shí)提供的所有數(shù)據(jù)，以確保和提高現(xiàn)代乘用車(chē)的安全性。 “傳感器融合”和“數(shù)據(jù)融合”是通常用于表示相同事物的術(shù)語(yǔ)。它們都合并來(lái)自多個(gè)來(lái)源的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)融合使用原始數(shù)據(jù)在傳感器附近進(jìn)行，但傳感器融合，借用主廚Emeril Lagasse的白話(huà)，“將其提升一個(gè)檔次?！睂?duì)于汽車(chē)應(yīng)用，還必須有一定程度的許多其他應(yīng)用中不需要冗余，以確保系統(tǒng)的安全性和可靠性。高性能導(dǎo)航，慣性測(cè)量，衛(wèi)星定位和測(cè)距等提供必要的冗余。

在汽車(chē)設(shè)計(jì)和測(cè)試領(lǐng)域，傳感器包括傳感器，稱(chēng)重傳感器，加速度計(jì)，線(xiàn)性可變差動(dòng)變壓器（LVDT），扭矩計(jì)，溫度傳感器，陀螺儀，流體屬性分析儀，以及微型壓力和力傳感器。這些器件都很關(guān)鍵。現(xiàn)在讓我們看幾個(gè)例子。

STMicroelectronics AIS326DQ MEMS慣性傳感器（圖1）是一款三軸低g加速度計(jì)，帶數(shù)字輸出，包括一個(gè)傳感元件和IC接口，能夠使用傳感信息通過(guò)SPI串行接口或I2C兼容接口向外部世界提供測(cè)量的加速度信號(hào)。傳感器檢測(cè)并測(cè)量所有軸的帶寬為640 Hz的加速度，并在-40°至+ 105°C的溫度范圍內(nèi)指定。

圖1：AIS326DQ意法半導(dǎo)體的MEMS慣性傳感器。

IC接口采用CMOS工藝制造，供應(yīng)商聲稱(chēng)可實(shí)現(xiàn)高度集成。工程師可以設(shè)計(jì)一個(gè)工廠修整的專(zhuān)用電路，以更好地匹配傳感元件的特性。 AIS326DQ具有±2 g，±6 g的用戶(hù)可選滿(mǎn)量程，可以測(cè)量所有軸的640 Hz帶寬。可以根據(jù)應(yīng)用要求相應(yīng)地選擇設(shè)備帶寬。自檢功能允許用戶(hù)檢查系統(tǒng)的功能。汽車(chē)應(yīng)用包括防盜和慣性導(dǎo)航，運(yùn)動(dòng)激活功能，振動(dòng)監(jiān)測(cè)，補(bǔ)償和傾斜測(cè)量。

STMicroelectronics的另一種傳感器通常用于車(chē)內(nèi)導(dǎo)航。 A3G425D（圖2）是一款低功耗三軸角速率傳感器，旨在提供零速率水平穩(wěn)定性和溫度與時(shí)間靈敏度。

圖2：STMicroelectronics的A3G425D引腳說(shuō)明和圖表

運(yùn)動(dòng)傳感器具有2.4至3.6 V的寬電源電壓，集成的低通和高通濾波器，用戶(hù)可選帶寬，低電壓兼容I/Os（1.8 V），嵌入式斷電和睡眠模式，嵌入式溫度傳感器，高沖擊耐受性，并符合AEC-Q100認(rèn)證。據(jù)稱(chēng)該器件在整個(gè)溫度和時(shí)間內(nèi)具有超穩(wěn)定性。該器件包括一個(gè)傳感元件和一個(gè)IC接口，能夠通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的SPI數(shù)字接口為外界提供測(cè)量的角速率。還提供兼容I2C的接口。

考慮到傳感器融合的部件的另一個(gè)很好的例子是霍尼韋爾傳感與控制的6DF系列六自由度慣性測(cè)量單元（IMU）傳感器。這些設(shè)備旨在通過(guò)耐用的單個(gè)設(shè)備提供運(yùn)動(dòng)，位置和導(dǎo)航感應(yīng)。使用MEMS技術(shù)，IMU可以感知三個(gè)垂直軸（波動(dòng)，起伏和搖擺）的平移運(yùn)動(dòng)以及圍繞三個(gè)垂直軸（滾轉(zhuǎn)，俯仰和偏航）的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。鑒于沿三個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)彼此獨(dú)立，這種運(yùn)動(dòng)據(jù)說(shuō)具有“六個(gè)自由度”.6DF系列IMU測(cè)量運(yùn)動(dòng)并使用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CAN SAEJ1939將數(shù)據(jù)傳送到控制模塊通信協(xié)議。

圖3：霍尼韋爾傳感與控制的IMU，針對(duì)汽車(chē)設(shè)計(jì)的惡劣環(huán)境。

該設(shè)備提供高精度的六維旋轉(zhuǎn)和加速度耐用包裝，卓越的穩(wěn)定性，軟件過(guò)濾和設(shè)計(jì)以及汽車(chē)級(jí)六西格瑪測(cè)試要求。提供溫度補(bǔ)償：溫度傳感器放置在IMU內(nèi)的每個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器內(nèi)。它為處理模塊提供溫度值，數(shù)據(jù)樣本經(jīng)過(guò)濾波和補(bǔ)償，使系統(tǒng)能夠在很寬的溫度范圍內(nèi)工作。

IMU經(jīng)過(guò)汽車(chē)級(jí)認(rèn)證，可在-40°到-40°的環(huán)境中運(yùn)行。 185°F。它符合EMC和EMI要求以及化學(xué)兼容性。 6DF系列有兩種版本：一種帶有2g加速度計(jì)，另一種帶有6g加速度計(jì)。

雖然汽車(chē)傳感器融合領(lǐng)域取得了重大進(jìn)展，但正在進(jìn)行大量的研究和開(kāi)發(fā)。 。正在以各種速率開(kāi)發(fā)導(dǎo)航，制圖，跟蹤，避障和路徑規(guī)劃。因此，整體發(fā)展是前景，而傳感器仍然在很大程度上是獨(dú)立的實(shí)體。

鑒于汽車(chē)制造商經(jīng)常大力推廣新的安全功能，開(kāi)發(fā)依賴(lài)于安全系統(tǒng)的安全系統(tǒng)的進(jìn)展傳感器融合非常明顯。例如，2013凱迪拉克XTS提供了一個(gè)可用的駕駛員輔助包，這是第一個(gè)使用傳感器融合的GM系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以集成各種傳感和定位技術(shù)，可以提醒駕駛員道路危險(xiǎn)并幫助他們避免碰撞。

顯然需要進(jìn)行更多改進(jìn)，例如導(dǎo)航設(shè)備所依賴(lài)的地理信息系統(tǒng)，因?yàn)樵诟邔咏ㄖ蓴_衛(wèi)星信號(hào)的城市峽谷環(huán)境中，GPS的有效性可能受到限制。視覺(jué)傳感器融合仍處于起步階段。然而，好消息是傳感器和汽車(chē)制造商正在與研究機(jī)構(gòu)和學(xué)術(shù)界合作，因此工程師可以期待更多的多傳感器系統(tǒng)和支持技術(shù)，旨在協(xié)同和無(wú)縫地協(xié)同工作，為設(shè)計(jì)師創(chuàng)造新的選擇。 》有關(guān)本文中討論的部分的更多信息，請(qǐng)使用提供的鏈接訪(fǎng)問(wèn)Digi-Key網(wǎng)站上的產(chǎn)品信息頁(yè)面。