廣泛而言,,RFID、ZigBee,、無(wú)線感測(cè)網(wǎng)路,、微機(jī)電系統(tǒng)(Micro Electro Mechanical Systems,MEMS),、影像感測(cè),、聲波、溫度感測(cè)等皆屬于感測(cè)技術(shù)的領(lǐng)域,。就應(yīng)用市場(chǎng)來看,,考量到人體安全、駕駛與車內(nèi)環(huán)境等因素,,車用感測(cè)使用的技術(shù)類別之廣,,說是集感測(cè)技術(shù)之大成也不為過。
安全為車輛發(fā)展之母,,感測(cè)技術(shù)則是牢牢把關(guān)新一代車輛安全的優(yōu)等生,。自汽車發(fā)明以來,陸上交通事故有增無(wú)減,,雖然汽車工業(yè)被喻為封閉且較為傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè),,各家汽車大廠長(zhǎng)久以來莫不朝向安全、舒適的方向努力不輟,。電子產(chǎn)業(yè)廠商也明白這個(gè)趨勢(shì),,針對(duì)車用安全等相關(guān)應(yīng)用,提出許多感測(cè)技術(shù)解決方案,,讓現(xiàn)代高度電腦化車輛朝安全之路更邁進(jìn)一大步,。廣泛而言,RFID,、ZigBee,、無(wú)線感測(cè)網(wǎng)路、微機(jī)電系統(tǒng)(Micro Electro Mechanical Systems,,MEMS),、影像感測(cè)、聲波,、溫度感測(cè)等皆屬于感測(cè)技術(shù)的領(lǐng)域,。就應(yīng)用市場(chǎng)來看,考量到人體安全,、駕駛與車內(nèi)環(huán)境等因素,,車用感測(cè)使用的技術(shù)類別之廣,,說是集感測(cè)技術(shù)之大成也不為過。
無(wú)線感測(cè)技術(shù)提供個(gè)人化服務(wù)
無(wú)線感測(cè)技術(shù)的應(yīng)用相當(dāng)廣泛,,因應(yīng)用領(lǐng)域不同,,可對(duì)車輛使用者提供安全且個(gè)人化的服務(wù)。無(wú)線感測(cè)應(yīng)用早期以軍事用途為大宗,,再開始流向往民間應(yīng)用,,如交通工程、礦坑監(jiān)控,、地理偵測(cè)等,,其后再往智慧家庭領(lǐng)域移動(dòng)。時(shí)至今日,,汽車領(lǐng)域也成為無(wú)線感測(cè)技術(shù)的應(yīng)用範(fàn)圍之一,。
車用領(lǐng)域的無(wú)線感測(cè)技術(shù)涉及到人身安全,系統(tǒng)要求遠(yuǎn)比智慧家庭的無(wú)線感測(cè)系統(tǒng)來得高,。舉例來說,,車內(nèi)的二氧化碳濃度的感測(cè)事關(guān)重大,二氧化濃度過高,,輕則影響駕駛精神,,嚴(yán)重則會(huì)導(dǎo)致悶死?;谏鲜隼碛?,感測(cè)器的靈敏度勢(shì)必要加以提升,一旦濃度過高,,通過系統(tǒng)的訊號(hào)轉(zhuǎn)換,,通知車內(nèi)人員車內(nèi)二氧化碳濃度過高,提醒駕駛打開窗戶讓空氣流通,。
防盜系統(tǒng)也可透過無(wú)線感測(cè)系統(tǒng),,變得更加聰明而人性化。以往防盜系統(tǒng)通常透過車主身上的無(wú)線發(fā)射器,,按鈕一按,,即可以解除防盜系統(tǒng)。但由于超低功耗的電源管理與射頻製程等技術(shù)進(jìn)步許多,,無(wú)線感測(cè)的功耗也大幅降低,,車主身上可以攜帶一個(gè)無(wú)線射頻系統(tǒng),同時(shí)控制所有車門,,車主靠近哪個(gè)門,,門就自動(dòng)開啟,其他門則仍保持未開狀態(tài),十足是充滿智慧的防盜系統(tǒng),。同時(shí),,配合車載控制系統(tǒng),更可搭配車主喜好,,先播放音樂,、車內(nèi)空調(diào)與調(diào)整坐位空間。因此,,整體而言,,無(wú)線感測(cè)技術(shù)的應(yīng)用相當(dāng)廣泛,可因應(yīng)用領(lǐng)域不同,,對(duì)于車內(nèi)使用者提供安全且個(gè)人化的服務(wù),。
MEMS Sensor敏感稱王扮車體安全關(guān)鍵角色
光靠無(wú)線感測(cè)網(wǎng)路,,對(duì)于車內(nèi)人員安全的保護(hù)仍然不夠,。這時(shí),微機(jī)電系統(tǒng)就扮演車體運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵角色,。早期產(chǎn)業(yè)界并不重視微機(jī)電系統(tǒng),,直到iPhone與WII現(xiàn)身江湖,MEMS才真正被發(fā)揚(yáng)光大,。
但MEMS早已大量運(yùn)用車體運(yùn)動(dòng)上,,主要塬因在于車體運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)有加速、爬坡與遭遇路面不平等運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象,,透過MEMS Gyro scope即時(shí)偵測(cè)車體的運(yùn)動(dòng)狀況,,回報(bào)給車身控制系統(tǒng),進(jìn)一步控制車身,,避免車身過度傾斜造成翻覆,,或是過度打滑造成失控衝撞??剂康杰噧?nèi)人員的安全,,MEMS的敏感度與反應(yīng)速度相對(duì)重要許多。舉例而言,,MEMS其中一項(xiàng)應(yīng)用——加速度計(jì),,可以計(jì)算車體在行駛運(yùn)動(dòng)的時(shí)速,一旦出現(xiàn)衝撞車禍,,受到撞擊的瞬間,,加速度計(jì)立刻算出撞擊速度,再透過有電子控制元件的安全氣囊,,決定是否要啟動(dòng)安全氣囊保護(hù)人體安全,。
敦吉科技通路事業(yè)本部技術(shù)部協(xié)理許瑞達(dá)指出,MEMS雖然應(yīng)用相當(dāng)廣泛,但是就消費(fèi)性與車用安全上,,就元件作業(yè)環(huán)境要求的嚴(yán)格程度就大不相同,,例如在溫度測(cè)試上,一般消費(fèi)性或工業(yè)類電子系統(tǒng)的溫度測(cè)試約為約為-20°C 到105°C左右,,但就車用領(lǐng)域的溫度測(cè)試上,,就必須將測(cè)試範(fàn)圍拉到約為-50°C 到150°C的區(qū)間,希望元件在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境的狀況能更加穩(wěn)定,。同理,,在耐撞與防震上,車用微機(jī)電系統(tǒng)也必須在受到強(qiáng)烈震動(dòng)的情況下,,仍能穩(wěn)定傳送訊號(hào),,以讓車體其他電子系統(tǒng)能迅速作出對(duì)應(yīng),以保持車體穩(wěn)定與人身安全,。
影像感測(cè)加紅外線開車停車無(wú)顧慮
影像偵測(cè)可分為駕駛?cè)司駹顩r,、行車距離與倒車偵測(cè)叁大應(yīng)用,目前應(yīng)用最為廣泛的是倒車偵測(cè),,尤其臺(tái)灣地小人稠,,家家戶戶皆有房車,如何在狹小的空間停車,,就成為一大挑戰(zhàn),。若再配合紅外線功能,更是如虎添翼,,透過反射塬理計(jì)算車子與障礙物的距離,,駕駛者能更明確掌握尚有多少的安全停車空間。
考量行車安全,,許多車載系統(tǒng)的解決方案的提供商,,也開始思考如何更進(jìn)一步防範(fàn)車禍發(fā)生,其中,,駕駛?cè)司駹顩r與行車距離兩大應(yīng)用,,最為產(chǎn)業(yè)界所熱烈討論。透過影像偵測(cè),,如眼睛是否平視前方,、眼睛是否有閉上、頭部搖晃的頻率等,,判斷駕駛?cè)说木駹顩r如何并加以提醒,。系統(tǒng)設(shè)計(jì)通常由攝像鏡頭進(jìn)行影像擷取,透過類比數(shù)位轉(zhuǎn)換器(Analog-to-Digital Converter,,ADC)進(jìn)行訊號(hào)轉(zhuǎn)換,,再將資料傳給DSP(Digital Signal Processor;數(shù)位訊號(hào)處理器),。只要事先在DSP裡燒錄許多駕駛者危險(xiǎn)動(dòng)作資料,配合軟體驅(qū)動(dòng)進(jìn)行高速運(yùn)算,,再將運(yùn)算結(jié)果轉(zhuǎn)送至其他電子系統(tǒng),,迅速提醒駕駛者相關(guān)注意事項(xiàng),避免發(fā)生事故,。
同樣的系統(tǒng)設(shè)計(jì)概念,,也可以應(yīng)用在行車距離的偵測(cè)。車廠可考量安全需求,,在車體四周佈置影像攝影機(jī),,以便快速拮取擷取四周的其他車輛與道路使用移動(dòng)物體資訊,如行人,、腳踏車騎士等,,預(yù)先進(jìn)行道路的動(dòng)態(tài)偵測(cè),提醒駕駛?cè)四壳暗能囆袪顩r,。
總體來說,,感測(cè)技術(shù)并非單一電子元件即能完成的技術(shù)概念,而是一個(gè)完整且可運(yùn)作的電子系統(tǒng),,其系統(tǒng)元件可包括:訊號(hào)接收元件,、ADC,、處理器,、FPGA與DAC(Digital-to- Analog Converter;數(shù)位類比轉(zhuǎn)換器)與電源管理元件等??剂康杰囉冒踩娮宇I(lǐng)域,,由于涉及車內(nèi)使用者的生命安全,元件本身的穩(wěn)定度,、耐撞,、作業(yè)溫度、反應(yīng)速度與精確度等,,都是缺一不可的重要關(guān)鍵,。半導(dǎo)體元件業(yè)界推出相關(guān)的認(rèn)證規(guī)範(fàn),如IEC61508,、AEC Q-100與ISO / TS 16949:2002,,以符合車用系統(tǒng)廠商的需求。
生命安全是人們最基礎(chǔ)的重要需求,,現(xiàn)實(shí)環(huán)境中,,車用安全是目前最為迫切需要解決的問題。再高科技的產(chǎn)品,,最終仍須回歸市場(chǎng)需求,,產(chǎn)業(yè)所扮演的角色,,便是提供對(duì)應(yīng)方案解決問題,提供人們生命更多的安全保障,。