傳感器和連接器 自動(dòng)駕駛傳感技術(shù)如何演進(jìn)

數(shù)千億個(gè)連接器與傳感器被嵌入規(guī)模龐大的聯(lián)網(wǎng)物理設(shè)備中，源源不斷地采集、匯總和輸送海量數(shù)據(jù)。無(wú)論是遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)心跳頻率和藥物服用的先進(jìn)醫(yī)療保健設(shè)備，還是生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)可見(jiàn)、能提前預(yù)警故障的自動(dòng)化流水線，抑或能用手機(jī)啟動(dòng)關(guān)閉的智能家居系統(tǒng)，以及方興未艾的自動(dòng)駕駛/無(wú)人駕駛，但凡有電力、信號(hào)、數(shù)據(jù)流動(dòng)之處都有連接與傳感的身影。

小傳感器催生了大生意。所有傳感器的目標(biāo)都非常簡(jiǎn)單：收集可以使用算法進(jìn)行分析的數(shù)據(jù)（振動(dòng)、溫度、壓力、電壓、濕度），以便更好地進(jìn)行實(shí)時(shí)決策。收集的數(shù)據(jù)越多越豐富，實(shí)時(shí)分析效果越好。相比于耀眼的終端產(chǎn)品，身處產(chǎn)業(yè)鏈上游的連接器和傳感器企業(yè)通常默默無(wú)聞，卻是不折不扣的隱形英雄。全球最大的傳感器和連接器生產(chǎn)商之一TE Connectivity（泰科電子，以下簡(jiǎn)稱TE）便是其中之一，2018財(cái)年該公司銷售額達(dá)140億美元。

TE 2018財(cái)年?duì)I收中有87%來(lái)自嚴(yán)苛環(huán)境下的應(yīng)用。滿負(fù)荷高速運(yùn)轉(zhuǎn)的工廠流水線、存在毀滅性壓力的大洋深處、微創(chuàng)手術(shù)、高速高風(fēng)險(xiǎn)的賽車賽事，越是這類不容閃失的嚴(yán)苛環(huán)境越是對(duì)TE胃口，美國(guó)兩座火星探測(cè)器“機(jī)遇號(hào)”和“好奇號(hào)”都曾裝備上TE溫度傳感器，成功登陸火星。

“比如在高速汽車網(wǎng)絡(luò)中要實(shí)現(xiàn)100M bit/秒，甚至1G bit/秒的傳輸速率，這要求芯片組實(shí)現(xiàn)快速的數(shù)據(jù)傳輸，需要用到很多高精尖的線纜和連接技術(shù)。TE的線纜和連接解決方案能幫助系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)這樣的高速數(shù)據(jù)傳輸速率?！苯赵谏虾Ｅe行的TE首席技術(shù)官圓桌會(huì)議上，該公司副總裁兼交通解決方案首席技術(shù)官Alan Amici對(duì)包括澎湃新聞在內(nèi)的記者說(shuō)道。

傳感器最初的研制目的是用于噴氣機(jī)引擎這樣的大型且昂貴的工業(yè)平臺(tái)，這些電子“眼睛”和“耳朵”有助于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題零件，避免在真正工作中出現(xiàn)故障。隨著成本下降，傳感器應(yīng)用延伸到各行各業(yè)。據(jù)了解，TE的連接和傳感解決方案被廣泛應(yīng)用于從無(wú)人駕駛汽車、電動(dòng)汽車，以及下一代商用飛機(jī)、智能工廠、高速數(shù)據(jù)中心和先進(jìn)醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域。該公司被《財(cái)富》雜志評(píng)為全球63家2018年“改變世界的公司”之一。

自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展對(duì)高效傳感器、天線和數(shù)據(jù)連接技術(shù)的精密度和協(xié)同性提出了更高要求。汽車中使用的連接傳感元器件數(shù)量越來(lái)越多，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量也在不斷增加。在日益增加的數(shù)據(jù)流量中，需要高帶寬的大數(shù)據(jù)包持續(xù)占據(jù)極大份額。

自動(dòng)/無(wú)人駕駛汽車主要依賴輕型雷達(dá)傳感器，它能發(fā)出激光探測(cè)附近的物體以確定距離，然后以3D形式繪制車輛周圍環(huán)境。在此基礎(chǔ)上，無(wú)人駕駛系統(tǒng)才能通過(guò)算法來(lái)分析數(shù)據(jù)、發(fā)出指令，再執(zhí)行。作為第一道程序，傳感器的精度直接影響著后續(xù)決策和指令是否和真實(shí)環(huán)境匹配。

自動(dòng)駕駛過(guò)程中，無(wú)線通信使車輛之間保持聯(lián)系，并可以監(jiān)測(cè)包括行人和騎行者在內(nèi)的周圍環(huán)境，從而提高了安全性。在V2V（即車對(duì)車）網(wǎng)絡(luò)上，汽車之間互相傳送信息，告訴對(duì)方自己在做什么，包括速度、位置、駕駛方向、剎車等。

“無(wú)人駕駛會(huì)運(yùn)用到很多傳感器，需要大量數(shù)據(jù)，比如，雷達(dá)、天線以及其他車載系統(tǒng)都會(huì)涉及大量的數(shù)據(jù)傳輸。此外，汽車自身系統(tǒng)之外也有多信息，包括地圖信息、V2V信息，存儲(chǔ)在云端。問(wèn)題的關(guān)鍵在于如何實(shí)現(xiàn)這些大量數(shù)據(jù)的傳輸。”Alan Amici介紹說(shuō)，汽車發(fā)展越來(lái)越傾向于在汽車內(nèi)部建立高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。之前采用的是汽車局部連接網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)在已轉(zhuǎn)換到以以太網(wǎng)為基礎(chǔ)的連接網(wǎng)絡(luò)，速度大大提高。TE所開(kāi)發(fā)的是以太網(wǎng)為基礎(chǔ)的汽車數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，其現(xiàn)在的數(shù)據(jù)傳輸速率可以達(dá)到100M bit/秒或1G bit/秒的速率。TE正在研發(fā)下一代能實(shí)現(xiàn)更快數(shù)據(jù)傳輸速率數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。

此外，TE正在研發(fā)用于像激光雷達(dá)和雷達(dá)等生成超大量且未壓縮的數(shù)據(jù)的關(guān)鍵安全應(yīng)用的下一代高穩(wěn)定性的數(shù)據(jù)連接器。

隨著過(guò)去一些靜態(tài)制造逐漸轉(zhuǎn)向?yàn)楦屿`活的柔性制造，機(jī)器人大規(guī)模投入應(yīng)用，未來(lái)工廠中傳感布局的密度將越來(lái)越高。工業(yè)傳感器不僅性能指標(biāo)要求苛刻，且種類繁多。以工業(yè)機(jī)器人為例，涉及的傳感器種類包括：三維視覺(jué)傳感器、力扭矩傳感器、碰撞檢測(cè)傳感器、安全傳感器、焊接縫追蹤傳感器、觸覺(jué)傳感器等。

TE副總裁兼工業(yè)解決方案首席技術(shù)官David Brown認(rèn)為，遍布傳感技術(shù)的未來(lái)智能工廠有大量數(shù)據(jù)可以被AI所使用，幫助工廠做出“知情決定”，并使工廠的日常維護(hù)更加精確?！霸谘邪l(fā)方面，我們認(rèn)為有兩大主要趨勢(shì)，第一是在工廠應(yīng)用越來(lái)越多的傳感技術(shù)之后，我們連接器和傳感器部署速度會(huì)更快。另外，通過(guò)很多計(jì)算機(jī)的影像以及不斷提高的傳感技術(shù)，數(shù)據(jù)規(guī)模將大幅增加?！?/p>