在汽車領(lǐng)域，使用雷達(dá)，攝像機(jī)，激光（LIDAR，一種可以通過激光脈沖照射車輛或物體來測量距離的光探測和測距技術(shù)），紅外和超聲波傳感器系統(tǒng)通過防止因駕駛員錯(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。過去，這些和其他汽車安全系統(tǒng)是放置在車輛內(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，并專業(yè)地管理這些輸入。來自許多來源的傳感數(shù)據(jù)的這種組合意味著通過組合將改善從各個(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)?；谲囕v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 - 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)部傳感器測量車輛運(yùn)動(dòng)，而外部傳感器測量車輛周圍的物體。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開發(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。它們都合并來自多個(gè)來源的數(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，“將其提升一個(gè)檔次?！睂?duì)于汽車應(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，慣性測量，衛(wèi)星定位和測距等提供必要的冗余。

在汽車設(shè)計(jì)和測試領(lǐng)域，傳感器包括傳感器，稱重傳感器，加速度計(jì)，線性可變差動(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?，F(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SPI串行接口或I2C兼容接口向外部世界提供測量的加速度信號(hào)。傳感器檢測并測量所有軸的帶寬為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的用戶可選滿量程，可以測量所有軸的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。自檢功能允許用戶檢查系統(tǒng)的功能。汽車應(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，補(bǔ)償和傾斜測量。

STMicroelectronics的另一種傳感器通常用于車內(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，能夠通過標(biāo)準(zhǔn)的SPI數(shù)字接口為外界提供測量的角速率。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量單元（IMU）傳感器。這些設(shè)備旨在通過耐用的單個(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)說具有“六個(gè)自由度”.6DF系列IMU測量運(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，軟件過濾和設(shè)計(jì)以及汽車級(jí)六西格瑪測試要求。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)過汽車級(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)行大量的研究和開發(fā)。 。正在以各種速率開發(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。

鑒于汽車制造商經(jīng)常大力推廣新的安全功能，開發(fā)依賴于安全系統(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。視覺傳感器融合仍處于起步階段。然而，好消息是傳感器和汽車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)使用提供的鏈接訪問Digi-Key網(wǎng)站上的產(chǎn)品信息頁面。