"五合一"傳感器

保隆科技自主研發(fā)的五合一傳感器全稱“雨量光線陽光溫濕度HUD傳感器”，是一種能夠檢測降雨量、環(huán)境光照度、紅外輻射強(qiáng)度、溫度、相對濕度，從而在整車上實(shí)現(xiàn)自動雨刮、自動大燈、自動空調(diào)、自動除霧、HUD亮度調(diào)節(jié)等功能的傳感器。

五合一傳感器可以減少駕駛?cè)藛T操作，提高駕駛的安全性和舒適性，是汽車智能化發(fā)展及進(jìn)一步提高安全性的必要傳感器之一。

應(yīng)用場景與功能

五合一傳感器對于汽車雨刮系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、HUD系統(tǒng)、自動除霧功能等至關(guān)重要，能夠提高車輛的舒適性與安全性。

配合雨刮系統(tǒng)：當(dāng)擋風(fēng)玻璃有雨時，自動啟動雨刮系統(tǒng)，并根據(jù)雨量大小、潑濺等不同工況自動調(diào)整雨刮刮速，并且可以進(jìn)行熄火后的雨天自動關(guān)窗并輸出雨量等級以供自動駕駛系統(tǒng)使用；

配合照明系統(tǒng)：可以根據(jù)上方光、前向光做邏輯判斷，識別黑夜、白天、黃昏、黎明、隧道、天橋等工況，根據(jù)工況發(fā)送燈光控制信號來控制車輛大燈的開關(guān)；

配合空調(diào)系統(tǒng)：可以檢測駕駛側(cè)和副駕駛側(cè)陽光強(qiáng)度并發(fā)送紅外輻射強(qiáng)度信號，空調(diào)系統(tǒng)使用該信號調(diào)整駕駛側(cè)和副駕駛側(cè)的空調(diào)溫度；

配合HUD系統(tǒng)：可以檢測HUD投射區(qū)域的背景照度值，HUD系統(tǒng)根據(jù)此照度值調(diào)節(jié)HUD的顯示亮度；

配合自動除霧功能：可以檢測前擋風(fēng)玻璃內(nèi)側(cè)表面的溫度和相對濕度，并可以計(jì)算出露點(diǎn)溫度，空調(diào)系統(tǒng)根據(jù)溫濕度及露點(diǎn)溫度信號調(diào)整車內(nèi)空調(diào)的溫度、出風(fēng)等，進(jìn)行除霧。

技術(shù)方案

保隆的五合一傳感器，原理為通過紅外光、可見光、溫濕度傳感器采集外界的雨量、可見光照度、紅外輻射照度、陽光強(qiáng)度以及車內(nèi)的溫濕度信號；

經(jīng)過ASIC芯片進(jìn)行濾波、放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換；

通過SPI發(fā)送給MCU，MCU根據(jù)ASIC輸入的信號及車身控制輸入的信號，按照策略進(jìn)行判斷處理；

最終通過LIN接口芯片向車身控制器發(fā)送雨刮、大燈、空調(diào)、除霧、HUD亮度調(diào)節(jié)等功能的控制信號，能夠進(jìn)行雨天鎖車狀態(tài)下自動關(guān)窗，實(shí)現(xiàn)無人值守。

五合一傳感器還能進(jìn)行特殊工況的識別，如可識別出隧道、橋梁、地下車庫、林蔭路等，使自動大燈的控制更為精準(zhǔn)，并可為智能駕駛提供進(jìn)一步的輔助。

雨量傳感器

通過紅外反射原理來實(shí)現(xiàn)雨量的檢測。

【雨量檢測通道光學(xué)仿真】

保隆科技自研全反射的光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，該種設(shè)計(jì)在傳統(tǒng)的凸透鏡基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，在減少光學(xué)通道使用的前提下，光反射效率達(dá)到80%以上，擁有150mm2的雨量檢測面積，獲得高性價比的同時，減小了傳感器的體積和重量。

軟件上采用抗混疊算法。

軟件自學(xué)習(xí)算法，可以完成對不同透光率、曲率、厚度的玻璃的自適應(yīng)，實(shí)現(xiàn)功能。

光線傳感器

光線傳感器通過工序透鏡，能夠精準(zhǔn)采集車輛正前方和正上方的光線。

軟件上通過策略，運(yùn)用兩個方向的光線綜合判斷外界的光照度，進(jìn)而控制車燈的開啟和關(guān)閉，此種設(shè)計(jì)有利于自動大燈的穩(wěn)定和安全。

通過正前方和正上方的雙向光線采集，軟件運(yùn)用策略對兩個方向光線進(jìn)行強(qiáng)度、下降速率、維持時間等的對比分析，實(shí)現(xiàn)了隧道、橋梁、地下車庫等工況的識別，自動燈光的控制更為精準(zhǔn)，同時為智能駕駛提供更多工況信息。

【隧道識別】

陽光傳感器

陽光傳感器透鏡和外殼進(jìn)行特殊匹配，采用反向采集的光學(xué)路徑設(shè)計(jì)，使左右通道的陽光透鏡合二為一，減小體積。

陽光傳感器透鏡表面采用漫反射設(shè)計(jì)，使探測范圍涵蓋全方位角和全高度角，且在方位角和高度角連續(xù)變化時，輸出的數(shù)據(jù)平滑、連續(xù)。

【陽光傳感器采集范圍】

【高度角45°時，范圍角0~±180°變化時的強(qiáng)度曲線】

溫濕度傳感器

采用溫濕度集成芯片，運(yùn)用FPC的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使溫濕度傳感器安裝后緊貼到前擋風(fēng)玻璃上，同時外殼上做良好的通風(fēng)設(shè)計(jì)，使傳感器精準(zhǔn)的采集玻璃表面的溫度和濕度，消除其他部件的熱干擾。

傳感器根據(jù)采集到的溫濕度，運(yùn)用浮點(diǎn)運(yùn)算，實(shí)時計(jì)算露點(diǎn)溫度。

HUD傳感器

HUD傳感器通過設(shè)定的光學(xué)路徑精確檢測HUD投影背景區(qū)域的光照度。

HUD傳感器采用大量程的光學(xué)器件，能夠采集0~13萬lux的光照度，對應(yīng)夜間一直到夏季正午時的光照度，軟件上通過算法和標(biāo)定，保證在如此大范圍內(nèi)有良好的線性輸出和精度，使HUD在各種工況下都有最佳的清晰度。

開發(fā)難點(diǎn)

在光學(xué)設(shè)計(jì)上，運(yùn)用了全內(nèi)反射、折射、漫反射等光學(xué)設(shè)計(jì)和仿真技術(shù)；

在非常有限的體積內(nèi)集成雨量、光線、陽光、HUD透鏡，要防止各功能之間的干擾，并且要有利于注塑加工；

在軟件設(shè)計(jì)上擁有獨(dú)有的軟件算法。如抗混疊算法，對內(nèi)部紅外線和外界紅外線進(jìn)行區(qū)分，排除外界紅外光線的干擾，消除自動雨刮的誤觸發(fā)；

自學(xué)習(xí)算法使傳感器具備自學(xué)習(xí)功能，傳感器可自動匹配不同汽車玻璃，適應(yīng)性強(qiáng)，且確保傳感器在特定的工況下進(jìn)行自學(xué)習(xí)，不會誤觸發(fā)學(xué)習(xí)導(dǎo)致功能失效；

雨刮控制策略，要確保雨刮起刮及停刮及時、刮速的切換平順、刮速的保持穩(wěn)定，符合人的感官感受。

保隆科技五合一傳感器光學(xué)結(jié)構(gòu)、軟件算法等自研，掌握核心技術(shù)，具有成本優(yōu)勢，作為國內(nèi)五合一傳感器的領(lǐng)軍企業(yè)，保隆科技自2013年開始相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)，相繼克服了產(chǎn)業(yè)化和設(shè)計(jì)制造兩大難關(guān)，從最早的一代產(chǎn)品，到最新的第四代的五合一產(chǎn)品，保持產(chǎn)品升級迭代，產(chǎn)品集成度及功能都實(shí)現(xiàn)重大突破，應(yīng)用車型也從乘用車跨越到商用車領(lǐng)域。

保隆科技傳感器單元將秉承“讓更多人受益于汽車科技的發(fā)展”這一理念，積極開拓前瞻技術(shù)，持續(xù)向汽車行業(yè)輸出前沿產(chǎn)品與優(yōu)質(zhì)服務(wù)，提高車輛安全與駕乘舒適性。