自動駕駛的實現離不開感知層、控制層和執行層的相互配合。由攝像頭、雷達等傳感器構成的感知層充當了自動駕駛汽車眼睛、耳朵的角色,幫助車輛完成緊急制動、車道監測以及障礙物警示等一系列的動作。據美國國家高速公路交通安全管理局統計,94%的嚴重車輛事故都是由于駕駛員的操作失誤而造成的。為了讓自動駕駛的汽車不出現誤操作,高精度、高可靠性的傳感器是必不可少。日本半導體廠商村田在傳感器方面擁有眾多解決方案,村田(中國)投資有限公司市場&業務發展部高級工程師崔璐和我們分享了村田對自動駕駛發展的一些看法。
村田能夠提供高品質,高可靠性的車用元器件、傳感器、無線通訊模塊等產品。村田MEMS傳感器在高級輔助駕駛系統(ADAS),即前車碰撞報警、盲點監測、車道偏離報警以及自動泊車等方面走在行業及技術前沿。如村田的超聲波傳感器,通過使壓電陶瓷振動而產生超聲波的反射時間可測量距離,能夠用于停車輔助系統的倒車聲納。村田生產的慣性傳感器在自動駕駛車輛中也能夠發揮可靠的安全性能,如在駕駛員意圖變道或轉向的初期時刻,村田的MEMS傳感器可以捕捉這樣的信息并提供給ADAS系統,令駕駛輔助系統更可靠,更安全。其中,陀螺儀一體化加速度傳感器已累計為汽車行業提供5000萬單位的產品。
汽車智能化的實現,首先需要有比較完善的感知外界狀況和車輛自身姿態的能力,即齊全的傳感器配置。與普通車輛相比,自動駕駛車輛的定位精度重要性極高,并且需要能夠識別“行駛在哪個車道”,而不是“正行駛在什么道路”。通常一條車道的寬度只有2.7米到4.6米,允許的誤差極小。因此自動駕駛的實現離不開高精度定位,傳感技術能夠通過電子技術進行精確控制,這對于汽車安全系統必不可少。為了實現在所有條件下都能安全運行的自動駕駛系統,需要優異的車輛位置特定精度。村田的慣性傳感器能夠提供可靠的車輛位置數據,即使在其他傳感器誤檢測的嚴重情況下也是如此。同時,慣性傳感器在低速情況下的指向性要優于GPS。
村田是業內較早將MEMS傳感器應用于汽車主動安全的公司之一,相比“安全氣囊”等事故發生后的“被動安全”,村田的MEMS傳感器依靠其極高的靈敏安全性能,可以做到“防患于未然”。村田的加速度傳感器、防止翻車的陀螺儀傳感器以及可應用在胎壓檢測上的振動傳感器、還有它們的組合式傳感器,均在汽車主動安全設計上功不可沒。這些傳感器都符合AEC-Q100的標準,具有高精度,高穩定性,高可靠性等特點,很早便深度介入到ABS(制動防抱死系統)、ESC(電子穩定控制系統)等汽車主動安全領域中,其中在涉及汽車安全的車身電子穩定系統(ESC)領域表現尤為突出,村田希望通過這種主動的方式去感知車身姿態,從而達到保護駕駛員生命安全的目的。
未來,村田將會繼續深耕于MEMS技術,不斷挑戰新高度,從“安全”、“互聯”、“防預”等方面為汽車電子市場提供更多高可靠性、高質量、低成本、小型化的產品,并將從目前的提供零部件逐步涉及到提供模塊產品、子系統等,從而讓汽車更安全、更智能。在中國,村田正積極拓展與汽車企業的合作,致力于和國內本土汽車企業共建合作,并取得了明顯進展。此外,村田還是國家智能網聯汽車(上海)試點示范區的首批成員,積極助推智能網聯和無人駕駛汽車從國家戰略高度進入實際操作階段。目前,汽車電子在村田銷售額中的份額大概在15%左右,未來這一數字還將持續增長。