人性化感測(cè)技術(shù)創(chuàng)造車(chē)用安全藝術(shù)

安全為車(chē)輛發(fā)展之母，感測(cè)技術(shù)則是牢牢把關(guān)新一代車(chē)輛安全的優(yōu)等生。自汽車(chē)發(fā)明以來(lái)，陸上交通事故有增無(wú)減，雖然汽車(chē)工業(yè)被喻為封閉且較為傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)，各家汽車(chē)大廠長(zhǎng)久以來(lái)莫不朝向安全、舒適的方向努力不輟。電子產(chǎn)業(yè)廠商也明白這個(gè)趨勢(shì)，針對(duì)車(chē)用安全等相關(guān)應(yīng)用，提出許多感測(cè)技術(shù)解決方案，讓現(xiàn)代高度電腦化車(chē)輛朝安全之路更邁進(jìn)一大步。廣泛而言，RFID、ZigBee、無(wú)線感測(cè)網(wǎng)路、微機(jī)電系統(tǒng)(Micro Electro Mechanical Systems，MEMS)、影像感測(cè)、聲波、溫度感測(cè)等皆屬于感測(cè)技術(shù)的領(lǐng)域。就應(yīng)用市場(chǎng)來(lái)看，考量到人體安全、駕駛與車(chē)內(nèi)環(huán)境等因素，車(chē)用感測(cè)使用的技術(shù)類(lèi)別之廣，說(shuō)是集感測(cè)技術(shù)之大成也不為過(guò)。

無(wú)線感測(cè)技術(shù)　提供個(gè)人化服務(wù)

無(wú)線感測(cè)技術(shù)的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，因應(yīng)用領(lǐng)域不同，可對(duì)車(chē)輛使用者提供安全且個(gè)人化的服務(wù)。無(wú)線感測(cè)應(yīng)用早期以軍事用途為大宗，再開(kāi)始流向往民間應(yīng)用，如交通工程、礦坑監(jiān)控、地理偵測(cè)等，其后再往智慧家庭領(lǐng)域移動(dòng)。時(shí)至今日，汽車(chē)領(lǐng)域也成為無(wú)線感測(cè)技術(shù)的應(yīng)用範(fàn)圍之一。

車(chē)用領(lǐng)域的無(wú)線感測(cè)技術(shù)涉及到人身安全，系統(tǒng)要求遠(yuǎn)比智慧家庭的無(wú)線感測(cè)系統(tǒng)來(lái)得高。舉例來(lái)說(shuō)，車(chē)內(nèi)的二氧化碳濃度的感測(cè)事關(guān)重大，二氧化濃度過(guò)高，輕則影響駕駛精神，嚴(yán)重則會(huì)導(dǎo)致悶死。基于上述理由，感測(cè)器的靈敏度勢(shì)必要加以提升，一旦濃度過(guò)高，通過(guò)系統(tǒng)的訊號(hào)轉(zhuǎn)換，通知車(chē)內(nèi)人員車(chē)內(nèi)二氧化碳濃度過(guò)高，提醒駕駛打開(kāi)窗戶讓空氣流通。

防盜系統(tǒng)也可透過(guò)無(wú)線感測(cè)系統(tǒng)，變得更加聰明而人性化。以往防盜系統(tǒng)通常透過(guò)車(chē)主身上的無(wú)線發(fā)射器，按鈕一按，即可以解除防盜系統(tǒng)。但由于超低功耗的電源管理與射頻製程等技術(shù)進(jìn)步許多，無(wú)線感測(cè)的功耗也大幅降低，車(chē)主身上可以攜帶一個(gè)無(wú)線射頻系統(tǒng)，同時(shí)控制所有車(chē)門(mén)，車(chē)主靠近哪個(gè)門(mén)，門(mén)就自動(dòng)開(kāi)啟，其他門(mén)則仍保持未開(kāi)狀態(tài)，十足是充滿智慧的防盜系統(tǒng)。同時(shí)，配合車(chē)載控制系統(tǒng)，更可搭配車(chē)主喜好，先播放音樂(lè)、車(chē)內(nèi)空調(diào)與調(diào)整坐位空間。因此，整體而言，無(wú)線感測(cè)技術(shù)的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，可因應(yīng)用領(lǐng)域不同，對(duì)于車(chē)內(nèi)使用者提供安全且個(gè)人化的服務(wù)。

MEMS Sensor敏感稱(chēng)王扮車(chē)體安全關(guān)鍵角色

光靠無(wú)線感測(cè)網(wǎng)路，對(duì)于車(chē)內(nèi)人員安全的保護(hù)仍然不夠。這時(shí)，微機(jī)電系統(tǒng)就扮演車(chē)體運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵角色。早期產(chǎn)業(yè)界并不重視微機(jī)電系統(tǒng)，直到 iPhone與WII現(xiàn)身江湖，MEMS才真正被發(fā)揚(yáng)光大。

但MEMS早已大量運(yùn)用車(chē)體運(yùn)動(dòng)上，主要塬因在于車(chē)體運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)有加速、爬坡與遭遇路面不平等運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，透過(guò)MEMS Gyro scope即時(shí)偵測(cè)車(chē)體的運(yùn)動(dòng)狀況，回報(bào)給車(chē)身控制系統(tǒng)，進(jìn)一步控制車(chē)身，避免車(chē)身過(guò)度傾斜造成翻覆，或是過(guò)度打滑造成失控衝撞?？剂康杰?chē)內(nèi)人員的安全，MEMS的敏感度與反應(yīng)速度相對(duì)重要許多。舉例而言，MEMS其中一項(xiàng)應(yīng)用——加速度計(jì)，可以計(jì)算車(chē)體在行駛運(yùn)動(dòng)的時(shí)速，一旦出現(xiàn)衝撞車(chē)禍，受到撞擊的瞬間，加速度計(jì)立刻算出撞擊速度，再透過(guò)有電子控制元件的安全氣囊，決定是否要啟動(dòng)安全氣囊保護(hù)人體安全。

敦吉科技通路事業(yè)本部技術(shù)部協(xié)理許瑞達(dá)指出，MEMS雖然應(yīng)用相當(dāng)廣泛，但是就消費(fèi)性與車(chē)用安全上，就元件作業(yè)環(huán)境要求的嚴(yán)格程度就大不相同，例如在溫度測(cè)試上，一般消費(fèi)性或工業(yè)類(lèi)電子系統(tǒng)的溫度測(cè)試約為約為-20°C 到105°C左右，但就車(chē)用領(lǐng)域的溫度測(cè)試上，就必須將測(cè)試範(fàn)圍拉到約為-50°C 到150°C的區(qū)間，希望元件在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境的狀況能更加穩(wěn)定。同理，在耐撞與防震上，車(chē)用微機(jī)電系統(tǒng)也必須在受到強(qiáng)烈震動(dòng)的情況下，仍能穩(wěn)定傳送訊號(hào)，以讓車(chē)體其他電子系統(tǒng)能迅速作出對(duì)應(yīng)，以保持車(chē)體穩(wěn)定與人身安全。

影像感測(cè)加紅外線　開(kāi)車(chē)停車(chē)無(wú)顧慮

影像偵測(cè)可分為駕駛?cè)司駹顩r、行車(chē)距離與倒車(chē)偵測(cè)叁大應(yīng)用，目前應(yīng)用最為廣泛的是倒車(chē)偵測(cè)，尤其臺(tái)灣地小人稠，家家戶戶皆有房車(chē)，如何在狹小的空間停車(chē)，就成為一大挑戰(zhàn)。若再配合紅外線功能，更是如虎添翼，透過(guò)反射塬理計(jì)算車(chē)子與障礙物的距離，駕駛者能更明確掌握尚有多少的安全停車(chē)空間。

考量行車(chē)安全，許多車(chē)載系統(tǒng)的解決方案的提供商，也開(kāi)始思考如何更進(jìn)一步防範(fàn)車(chē)禍發(fā)生，其中，駕駛?cè)司駹顩r與行車(chē)距離兩大應(yīng)用，最為產(chǎn)業(yè)界所熱烈討論。透過(guò)影像偵測(cè)，如眼睛是否平視前方、眼睛是否有閉上、頭部搖晃的頻率等，判斷駕駛?cè)说木駹顩r如何并加以提醒。系統(tǒng)設(shè)計(jì)通常由攝像鏡頭進(jìn)行影像擷取，透過(guò)類(lèi)比數(shù)位轉(zhuǎn)換器(Analog-to-Digital Converter，ADC)進(jìn)行訊號(hào)轉(zhuǎn)換，再將資料傳給DSP(Digital Signal Processor;數(shù)位訊號(hào)處理器)。只要事先在DSP裡燒錄許多駕駛者危險(xiǎn)動(dòng)作資料，配合軟體驅(qū)動(dòng)進(jìn)行高速運(yùn)算，再將運(yùn)算結(jié)果轉(zhuǎn)送至其他電子系統(tǒng)，迅速提醒駕駛者相關(guān)注意事項(xiàng)，避免發(fā)生事故。

同樣的系統(tǒng)設(shè)計(jì)概念，也可以應(yīng)用在行車(chē)距離的偵測(cè)。車(chē)廠可考量安全需求，在車(chē)體四周佈置影像攝影機(jī)，以便快速拮取擷取四周的其他車(chē)輛與道路使用移動(dòng)物體資訊，如行人、腳踏車(chē)騎士等，預(yù)先進(jìn)行道路的動(dòng)態(tài)偵測(cè)，提醒駕駛?cè)四壳暗能?chē)行狀況。

總體來(lái)說(shuō)，感測(cè)技術(shù)并非單一電子元件即能完成的技術(shù)概念，而是一個(gè)完整且可運(yùn)作的電子系統(tǒng)，其系統(tǒng)元件可包括：訊號(hào)接收元件、ADC、處理器、 FPGA與DAC(Digital-to- Analog Converter;數(shù)位類(lèi)比轉(zhuǎn)換器)與電源管理元件等?？剂康杰?chē)用安全電子領(lǐng)域，由于涉及車(chē)內(nèi)使用者的生命安全，元件本身的穩(wěn)定度、耐撞、作業(yè)溫度、反應(yīng)速度與精確度等，都是缺一不可的重要關(guān)鍵。半導(dǎo)體元件業(yè)界推出相關(guān)的認(rèn)證規(guī)範(fàn)，如IEC61508、AEC Q-100與ISO / TS 16949:2002，以符合車(chē)用系統(tǒng)廠商的需求。

生命安全是人們最基礎(chǔ)的重要需求，現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，車(chē)用安全是目前最為迫切需要解決的問(wèn)題。再高科技的產(chǎn)品，最終仍須回歸市場(chǎng)需求，產(chǎn)業(yè)所扮演的角色，便是提供對(duì)應(yīng)方案解決問(wèn)題，提供人們生命更多的安全保障。