上海維立勝衡傳感器有限公司
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閱讀：58發(fā)布時(shí)間：2025-2-26
汽車(chē)行業(yè)經(jīng)歷了巨大的變革，越來(lái)越多的電子產(chǎn)品被整合到汽車(chē)中，以提高車(chē)主的安全性和舒適性。今天的汽車(chē)比幾十年前的超級(jí)計(jì)算機(jī)擁有更*的計(jì)算能力和功能。自動(dòng)駕駛功能現(xiàn)在似乎已經(jīng)準(zhǔn)備好走出科幻領(lǐng)域，進(jìn)入現(xiàn)實(shí)世界。
汽車(chē)的這種轉(zhuǎn)變很大一部分是由部署大量傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這些傳感器用于構(gòu)建情境感知，并幫助嵌入在車(chē)輛中的計(jì)算機(jī)創(chuàng)建對(duì)周?chē)澜绲母兄?。攝像頭、激光雷達(dá)、雷達(dá)和超聲波傳感器只是其中的幾個(gè)例子。到目前為止，傳統(tǒng)音頻傳感在這方面的使用有限。然而，一些現(xiàn)實(shí)用例正在出現(xiàn)，例如緊急車(chē)輛檢測(cè)和語(yǔ)音命令，這些用例需要能夠獲取車(chē)輛外部的聲音，以補(bǔ)充來(lái)自其他傳感器的數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)上被認(rèn)為用于此目的的MEMS麥克風(fēng)在暴露于雪、灰塵、水和其他污染物等惡劣環(huán)境時(shí)容易發(fā)生故障。而通過(guò)振動(dòng)傳感的拾音機(jī)制提供了一種新的解決方法，再加上此類(lèi)傳感器的密封包裝，能夠降低集成復(fù)雜性。
在車(chē)內(nèi)使用麥克風(fēng)獲取聲音已經(jīng)變得適用，并支持多種用例，從免提電話和語(yǔ)音命令到道路噪音消除。最近，駕駛輔助系統(tǒng)的普及和車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng)的進(jìn)步為新的用例打開(kāi)了大門(mén)。這些應(yīng)用可以分為兩大類(lèi)：情境感知和外部語(yǔ)音拾取。
1.情境感知
自動(dòng)化駕駛（SAE 4級(jí)和5級(jí)）要求車(chē)輛檢測(cè)并響應(yīng)動(dòng)態(tài)駕駛情況，例如接近的緊急車(chē)輛。即使是SAE 3級(jí)，也代表了自主駕駛的個(gè)真正步驟，要求駕駛員在特定情況下重新獲得控制，使車(chē)輛一直保持安全狀態(tài)。檢測(cè)接近的緊急車(chē)輛允許駕駛員或自動(dòng)駕駛系統(tǒng)及早做出反應(yīng)，早在其他手段（如視覺(jué)傳感器）發(fā)現(xiàn)之前，為執(zhí)行安全操作提供更多時(shí)間。
2.聲音拾取
來(lái)自車(chē)輛外部的聲音命令允許用戶(hù)在接近時(shí)或在用戶(hù)雙手拿著購(gòu)物袋時(shí)也能輕松打開(kāi)汽車(chē)后備箱或車(chē)門(mén)。此應(yīng)用程序可以替換不自然的動(dòng)作，例如用踢汽車(chē)后備箱的方式，而使用基于自然語(yǔ)音的用戶(hù)界面，我們已經(jīng)用它與智能揚(yáng)聲器、智能手機(jī)和其他電子設(shè)備進(jìn)行交互。
上述用例需要將麥克風(fēng)放置在車(chē)輛外部以捕獲聲音。然而，傳統(tǒng)麥克風(fēng)需要通過(guò)聲學(xué)端口讓聲波進(jìn)入傳感器以檢測(cè)聲音。這個(gè)端口使它們天生容易受到水、雪和灰塵等污染物的影響，這些污染物可能會(huì)阻礙聲學(xué)路徑，使麥克風(fēng)無(wú)法正常工作。像洗車(chē)這樣看似無(wú)害的事情也可能導(dǎo)致故障，需要去經(jīng)銷(xiāo)商那里修理。傳統(tǒng)的方法是用某種形式的屏障（如薄膜）來(lái)保護(hù)聲學(xué)路徑，這增加了解決方案的成本和復(fù)雜性。
高帶寬和低噪聲振動(dòng)傳感器為這一挑戰(zhàn)提供了更適合的解決方案。它們測(cè)量由聲波撞擊車(chē)輛表面產(chǎn)生的聲波引起的振動(dòng)。感應(yīng)振動(dòng)不需要任何通口或聲學(xué)通道，使振動(dòng)傳感器天生就對(duì)外部元素具有免疫性，并且更容易集成。振動(dòng)傳感器可以安裝在車(chē)輛的車(chē)身內(nèi)，如前擋風(fēng)玻璃、后擋風(fēng)玻璃、門(mén)板、側(cè)鏡和保險(xiǎn)杠等位置，以拾取聲波引起的振動(dòng)。
一般來(lái)說(shuō)，緊急車(chē)輛警笛依靠主音調(diào)在500 Hz和1.5 kHz之間掃動(dòng)，大多數(shù)諧波功率集中在8 kHz以下。以V2S200D傳感器為例，安裝在汽車(chē)門(mén)上的V2S200D的警笛聲音拾取與參考MEMS麥克風(fēng)的輸出進(jìn)行了比較，顯示出在所需的8 kHz帶寬內(nèi)，兩個(gè)傳感器的輸出非常匹配。在不同的位置安裝傳感器在行駛在不同速度的車(chē)輛上進(jìn)行的緊急車(chē)輛檢測(cè)測(cè)試顯示出有希望的結(jié)果。
環(huán)境魯棒性和低系統(tǒng)集成成本使音頻振動(dòng)傳感器成為檢測(cè)外部聲音的可行替代方案。
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