下一代汽车的传感器激增,导致外壳和互连技术标准提高

概述:

近年来,智能汽车的发展推动着高级驾驶辅助系统(ADAS)的应用和乘客环境的改善,并为自动驾驶系统(ADS)的稳步发展奠定了基础。

这项创新技术有一个共同因素,即下一代车辆中使用的各种类型的传感器激增,这反过来又推动了对更复杂的支持技术的需求,以容纳、保护和连接不断扩展的车载传感器网络。

本文简要介绍了应用趋势和正在部署的传感器类型,并深入探究了有关传感器外壳设计和高速传感器连接的具体问题。

车载传感器应用趋势

传感器激增的最主要因素与ADAS和ADS应用的发展有关。这两个领域越来越多地结合使用部署在车辆周围的雷达、激光雷达和摄像头传感器,以提供周围环境的实时360度全景图像,如图1所示。

尽管许多早期的ADAS应用通常集中于单一传感器类型,但后续实施通常使用来自激光雷达和雷达(有时为摄像头)的输入信息,以获得有关路况、危险、其他车辆、行人等的更加详细完整的图像。

此外,使用毫米波雷达的驾驶舱传感器和驾驶员监控传感器对于提高乘客安全和增强驾驶辅助应用发挥着越来越大的作用。

图1——ADS——ADAS 传感器

传感器部署挑战

随着传感器数量和类型不断增加,持续的传感器扫射与集成动态变化信息的过程变得更具挑战性。ADAS/ADS发展的下一阶段将不再过多地关注传感器本身的变化,而涉及必须进行实时匹配的巨量数据。

对不断增多的数据流进行管理,需要采用支持基于标准的高速通信协议(例如千兆位以太网和车用局域网(CAN)),且符合严格的汽车环境要求的互连解决方案。CAN正在向以太网转变,这也显著提高了更高带宽和不断增长的数据流的标准。

第二个关键挑战在于传感器外壳,它不仅需要为传感器提供物理保护,还需要管理日益增加的热问题,屏蔽电磁干扰(EMI),并缓解振动和冲击问题。

传感器外壳和通信技术方法

如图2所示,采用整体方法设计和生产带有集成通信接口的牢固传感器外壳,确保从零开始优化关键要求。示例中的雷达外壳包含以太网和CAN模接口,具有无焊压接接口、集成EMI/RFI屏蔽和天线罩结构,这些均置于主外壳内,并配有用于平衡压力的保护膜和用于密封的UV胶灌封。

图2——带有集成通信接口的雷达外壳示例

小结

正如上文所述,随着ADAS新功能的引入,传感器的数量和类型不断增加,并将进一步加速支持向完全自动驾驶系统的过渡。

如图3所示,SAE对自动驾驶的级别进行了划分,从提供警报、人工驾驶到ADAS级别的部分自动驾驶,再到ADS级别的完全自动驾驶。生产系统目前处于2—2+级范围内,一些备受关注的试验处于4—5级范围内。

图3——ADAS到ADS技术的进展

为了在从ADAS到ADS的发展过程中保持领先地位,汽车设计人员需要采用整体方法设计外壳和通信接口,使车载传感器网络能够提供实时感测、数据通信、中央处理和启动适当控制功能所需的性能。

作为汽车行业值得信赖的合作伙伴,Ennovi拥有悠久的历史并大获成功,它主动创造了一整套支持技术,例如热管理解决方案和信号完整性模拟和设计优化。

Ennovi的定制服务与垂直集成和批量制造能力相结合,可以轻松适应针对特定应用的传感器部署项目。这使得汽车制造商能够实现更大的产品差异化和生产模块化,从而获得更大的竞争优势并缩短上市时间。

此外,Ennovi的全球网络,加上本地化设计、制造和物流资源,使我们能够与客户的设计团队在概念、设计和原型制作以及批量生产方面展开密切合作。

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