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            TDK推出InWheelSense?能量收集和傳感模塊:用于ADAS汽車輪胎,無懼惡劣環(huán)境

            作者:TDK 時間:2021-01-12 來源:電子產(chǎn)品世界 收藏

            2021年1月8日消息,InWheelSense?是一種多方位發(fā)電和傳感解決方案,其連接到汽車的車輪上,將輪胎旋轉的力轉換為壓電能,并在車輪內(nèi)實現(xiàn)無電池的傳感和數(shù)據(jù)收集傳輸,即使是傳遞電源困難的惡劣環(huán)境依然能夠應對。該模塊可以實時感測路面狀況、車輪定位、輪胎壓力等,還可以和路邊基礎設施連接,幫助增強智能移動能力。InWheelSense?是一個自給自足的全包式技術平臺,具有動力、傳感和連接功能,完全放置在車輪內(nèi),有助于提高下一代自動駕駛和智能交通場景的安全性和舒適性。

            本文引用地址:http://www.biyoush.com/article/202101/421990.htm

            目前,用于ADAS特征的環(huán)境傳感主要由激光雷達、雷達、圖像和紅外相機等感知傳感器驅(qū)動。雖然這些傳感器為ADAS的操作提供了有價值的數(shù)據(jù),但是假陽性和假陰性的挑戰(zhàn)仍然存在。為了改善惡劣天氣或全地形條件下的傳感性能,嵌入在輪胎或車輪中的非感知傳感器(如壓電、慣性測量單元(IMU)、超聲波和應變計)可以更精確地對駕駛和道路狀況進行數(shù)字化和分類。

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            圖1 InWheelSense能量收集模塊(左)和安裝在汽車輪輞上的模塊(右)

            利用壓電元件收集能量

            InWheelSense能量收集模塊,利用壓電元件從機械運動或力中產(chǎn)生電力。將該模塊放置在輪胎和車輪之間的邊界處,它利用輪胎旋轉時從路面接收的力來發(fā)電。同時該模塊允許沿車輪圓周的多個設備連接,它可以根據(jù)驅(qū)動系統(tǒng)的負載進行可擴展發(fā)電,并在以105km/h(約65英里/h)的速度行駛時實現(xiàn)1MW的平均連續(xù)功率輸出。這種永久電源是數(shù)字化駕駛、道路輪胎狀況監(jiān)測等一系列非感知傳感技術的理想選擇。

            基于壓電元件的道路狀況與環(huán)境傳感

            由于速度、轉換和其他運行條件的變化會導致設備電動勢特性變化,InWheelSense模塊可通過分析壓電效應產(chǎn)生的波形,利用這些功率變化來感知各種驅(qū)動條件。波形是在輪胎接觸路面時輸出的,因此當汽車開始行駛時,波形是連續(xù)產(chǎn)生的。隨著車速的提高,波形的頻率也隨之增加,當行駛方向發(fā)生變化時,輪胎上的載荷也會發(fā)生變化,產(chǎn)生不同的波形,反映出當時的行駛特性。由于每轉一圈輸出一個波形,InWheelSense模塊不僅能夠檢測行駛過程中的速度,還能夠根據(jù)輸出波形的形狀檢測路面狀況。

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            圖2 InWheelSense模塊通過分析壓電效應產(chǎn)生的波形來感知各種驅(qū)動條件;創(chuàng)建不同的波形來反應當時的驅(qū)動特性

            InWheelSense平臺還允許從附加車輪傳感器(包括加速計、大氣壓力和溫度)到車載計算單元實時收集數(shù)據(jù)。該控制模塊平臺包括電源管理、數(shù)字計算能力和低功耗藍牙數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)可通過控制模塊中的推理機進行存儲和處理,該推理機由邊緣應用處理器提供動力,使算法能夠快速做出有意義的推理。這使得在惡劣天氣條件下,無需依賴云即可實現(xiàn)較低的延遲控制響應。所有支持數(shù)據(jù)收集、處理和傳輸所需的電力都由能量收集發(fā)電機提供。InWheelSense壓電式能量收集和傳感模塊是一個強大可靠的動力源,可對輪胎和行駛狀況進行高動態(tài)范圍傳感,提高了車輛的安全性。這些非感知技術傳感器能夠與智能橋梁、交通控制和標牌等基礎設施互聯(lián)并協(xié)同工作,實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)通信,支持車與人、車與車、車與基礎設施聯(lián)網(wǎng)。

            TDK提供了一個InWheelSense評估工具包,專門用于對能量收集模塊進行簡單評估,作為可以連接到現(xiàn)有車輪上的樣本。該套件可以無線收集設備輸出的數(shù)據(jù),提高發(fā)電性能,且無需額外的設備。



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