帕萨特领驭传感器 隔着塑料都能“看”清楚的传感器，华为已经用在车上了

隔着塑料都能“看”清楚的传感器，华为已经用在车上了

透视成像技术是一种能够＂看穿＂不透明物体表面、探测内部结构的先进检测手段。

透视成像技术最早应用于医学领域，X射线成像技术可以清晰显示人体内部骨骼和器官的结构，成为诊断疾病的重要手段。随着技术的不断发展，透视成像已经到安全检查、工业无损检测、科学研究等多个领域。在安全检查中，机场和重要场所广泛使用X射线、毫米波等透视扫描设备，对行李箱、包裹等进行内部安全检查。在工业领域，透视成像可用于检测产品内部缺陷、材料内部组分等，提高产品质量和生产效率。

透视成像技术之所以具有＂看穿＂不透明物体的能力，关键在于所使用的电磁波频率。可见光只占电磁波谱的一小，它们在遇到不透明物体时会被阻挡反射，因此无法穿透。而X射线、红外线等波长较长的电磁波，在与物质相互作用时会产生透射效应，从而能够穿透一定厚度的物体 。利用这一原理，透视成像技术就可以＂看穿＂不透明的外壳，获取内部的图像信息。

汽车传感器技术现状

伴随着自动驾驶和智能网联汽车技术的快速发展，现代汽车上安装了越来越多的传感器，用于感知车辆状态和环境信息，为智能驾驶系统提供关键数据支持。常见的车载传感器包括雷达、摄像头、超声波等多种类型，它们各自具有不同的工作原理和适用场景。

雷达传感器是自动驾驶汽车上不可或缺的一种传感器。它通过发射电磁波，接收反射回来的信号，从而测量目标物体的距离、速度等信息 。雷达具有远距离探测能力，且不受光线和天气条件的影响，因此被广泛用于自动驾驶汽车的环境感知和障碍物检测。

摄像头则是另一种重要的车载传感器。它可以拍摄车辆周围的图像，并通过图像识别算法道路标识、行人、车辆等目标物体的位置和运动状态 。摄像头的优势在于能够获取丰富的视觉信息，但其性能会受到光线、天气等环境条件的影响。

超声波传感器也是自动驾驶汽车上常见的一种辅助传感器。它通过发射高频声波，根据反射信号的时间差计算目标物体的距离，主要用于近距离的障碍物检测和泊车辅助 。

随着自动驾驶技术的不断发展，对车载传感器的要求也越来越高。传统的单一传感器已经难以满足复杂多变的实际道路环境，因此多种传感器的融合运用成为了必然趋势。通过不同传感器获取的多源异构数据，自动驾驶系统可以更全面、更准确地感知周围环境，从而做出更加合理的决策 。

华为新型透视传感器

在这种背景下，一种新型的透视成像传感器技术应运而生，并被华为这家科技巨头率先应用于汽车领域。这种传感器能够透过塑料、金属等不透明材质进行成像检测，突破了传统传感器只能观测物体表面的局限性，有望进一步提高车载传感器系统的环境感知能力。

据了解，华为新型透视传感器的工作原理类似于X射线或毫米波成像技术，利用特殊波长的电磁辐射＂照射＂目标物体，根据透射后的信号强度变化形成图像。不同之处在于，该传感器使用的是一种新型波长，能够有效穿透汽车上常见的塑料、金属等材质，同时对人体无害。

这种透视成像传感器最大的优势在于能够＂看穿＂车身和其他障碍物，获取更加全面的环境信息。以前，传统的雷达、摄像头等传感器只能检测到车身外部的障碍物，而对于遮挡在车身或其他物体后面的目标则无能为力。有了透视传感器后，即使目标被其他物体遮挡，也可以被准确检测到，从而大大提高了环境感知的能力和范围。

透视传感器还可以检测到车身内部的异常情况，如乘客动作、行李箱内的违禁品等，为车内安全监控提供了新的技术手段。它也可用于检测车身和部件的内部结构，及时发现潜在的安全隐患，有助于提高汽车的使用寿命和维修效率。

为了发挥透视传感器的优势，华为正在努力将其与现有的雷达、摄像头等传感器进行融合，构建一个多源异构的感知系统。通过不同传感器获取的多维度数据，自动驾驶系统可以更加全面地感知车辆周围的环境，实现更加精准的目标检测和跟踪，从而提高驾驶安全性和决策的准确性 。

新技术的影响和前景

透视成像传感器技术的出现将为汽车领域带来深远的影响。它不仅能够显著提升车载传感器系统的环境感知能力，还将直接推动自动驾驶技术的发展进程。

自动驾驶汽车对环境感知能力有着极高的要求，需要准确检测道路、车辆、行人、障碍物等多种目标，并实时跟踪它们的运动状态。任何遗漏或误判都可能导致严重的安全隐患。传统的单一传感器由于存在盲区和检测范围有限等缺陷，很难满足这一苛刻的要求。而透视成像传感器的加入，将有效弥补其他传感器的不足，为自动驾驶系统提供更加全面、准确的环境数据，从而大幅提高驾驶安全性和决策的准确率。

随着透视传感器技术的不断完善和成本的逐步下降，它必将被广泛应用于各类自动驾驶汽车上，成为环境感知系统的重要组成部分。透视传感器或许还会与5G通信、人工智能等前沿技术相结合，进一步提升其性能和应用场景，为实现真正的＂无人驾驶＂做出重要贡献。

除了在汽车领域的应用之外，透视成像传感器技术在其他领域也有着广阔的前景。例如在安防领域，它可用于检测建筑物内部的违法分子；在救援领域，可用于搜寻掩埋在瓦砾下的生还者；在工业领域，可用于检测产品内部的缺陷等。只要有＂看穿＂不透明物体的需求，透视成像技术就可以发挥重要作用。

透视成像传感器技术为人类提供了一种全新的＂视觉＂体验，它能够突破常规光学成像的局限，实现对不透明物体内部结构的成像检测。这项创新技术最先在汽车领域得到应用，被科技巨头华为率先将其融入车载传感器系统中。

透视传感器最大的优势在于能够＂看穿＂车身和其他障碍物，获取更加全面的环境信息，从而大幅提升了自动驾驶汽车的环境感知能力。它可以有效弥补其他传感器的盲区，为自动驾驶系统提供更加准确的数据支持，直接推动了智能网联汽车技术的发展进程。

​这也许是汽车里用到最多的传感器了

近日，纳芯微并购传感器企业麦歌恩，引发业界关注，这次并购围绕着一条重量级赛道——磁传感器——或许也是汽车上用到最多的传感器 ，从踏板到座椅位置，从风扇到油箱液位，都离不开磁传感器。仅霍尔开关一项，在车里可能就有几十颗。

那么磁传感器是什么？顾名思义磁传感器是把磁场、电流、应力应变、温度、光等外界因素引起敏感元件磁性能变化转换成电信号，从而检测电流、位置、方向等物理量的器件。

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磁传感器由于其具有灵活，高效，性价比高等特点，广泛用于工业、汽车和电子产品中，如图所示，在IoT应用中，磁传感器占有率为第四。

磁传感器在汽车中的应用（TDK官网）

磁传感器IC分为哪些

实际上，从指南针开始，磁这一技术就被广泛应用于各种场合，在现有技术中，有许多不同类型的传感器用于测量磁场，主要分为霍尔传感器和磁阻传感器。

首先是最为普遍的霍尔传感器 ，Edwin H. Hall于1879年发现的霍尔效应证明了洛伦兹力会产生与电流和磁场方向成直角的电压，该电压称为霍尔电压，电压的大小和方向(正、负)使得检测磁场(N极、S极)的大小和方向成为可能，这就是霍尔传感器的原理。

其次是磁阻效应 ，相比霍尔，磁阻的发现则更早，1857 年，Lord Kelvin 将一个铁块放在磁场中，注意到铁块的电阻发生了微弱变化，由此发现了磁阻效应。但直到 100 多年后的 1971 年，才由 Hunt 第一次提出了磁阻 (MR) 传感器的概念。Hunt元件的几何结构，具有感应电流I 和磁化矢量 M 的磁阻薄膜，与薄膜平面上的电流形成角度 α，以此确定信号。到了 1991 年，IBM 公司在硬盘驱动器中引入了第一个 MR 头，使用一条磁阻材料来检测数据。

三种MR（AKM官网）

2007年诺贝尔物理学奖授予了GMR效应的发现者：法国物理学家Albert Fert和德国物理学家Peter Grunberg。

磁性传感器还包括了线圈、干簧管等机械结构的产品，但这些结构无法晶圆化、小型化，因此在诸多场合中都逐渐被IC所替代，另外也有电感传感器类似于线圈，不过应用相较霍尔并不普遍。

磁传感器的优势？

霍尔元件的磁灵敏度不如磁阻传感器元件。但作为不依赖于磁性物料的磁传感器，可以在铁磁场或恶劣环境下使用，因此可用作电流传感器或各种磁性开关。霍尔传感器可分为分立式元件或集成IC，其中集成霍尔效应元件的IC可采用标准单片式CMOS工艺，因此可以实现更高性价比和更大的产能。

另外，测试是非接触式方式，因此可以稳定工作数十年，并不会受外部环境影响。相比于分立方案，霍尔IC更为简单，大多数器件的外部只有三个引脚。另外，霍尔传感器可以埋在外壳下，与外接隔离，更加美观且易于设计。

MR的优势则在于功耗更低且性能更强大，但通常更贵。

磁传感器的设计难点

磁传感器往往应权衡考虑灵敏度或带宽、功耗、抗干扰性、温漂、可靠性等多种指标。应根据不同应用场景，选择不同的磁传感器。

带宽和功耗往往需要进行权衡（TI官网）

磁传感器供应商

磁传感器供应商非常之多，比如在Mouser官网上，流行推荐厂商包括了TI、Allegro、霍尼韦尔、Diodes、英飞凌、ams OSRAM、迈来芯、AKM，此外还有包括恩智浦、TDK、博世、ADI、罗姆等诸多公司。国内公司代表则包括了纳芯微、美新半导体、矽睿科技、多维科技、灿瑞科技、赛卓电子、希磁科技、比亚迪半导体等 。

磁电流传感器介绍

磁电流传感器分为集成式电流传感器和线性电流传感器。磁感应式电流传感器是通过测定测定对象的电流线周围产生的磁场(磁通密度)来检测电流量的传感器。

根据Bio Savar定律，电流和磁通密度成比例关系，通过利用霍尔元件测定从电流线产生的磁场，就能够正确地测定流过电流线的电流量。

与使用分流电阻直接测定的方法不同，磁传感器是使测定对象的电流线和传感器信号在绝缘状态下检测，因此能够无损失地进行测定，从而不对系统造成影响，且更为简单功耗较低。但具体选择还应根据精度、量程、尺寸、成本、安装难度等进行选择。

如图所示，三种磁传感器检测电流，其中封装内检测显然是最高度集成化的产品。（TI官网）

磁开关

开关/锁存器包括了霍尔及磁阻两类。

锁存传感器和开关传感器器件可以提供磁场强度超出阈值时的数字输出。这对于事件计数、非接触式开关和篡改检测等应用非常有用。

开关式传感器根据检测的磁场分为三种类型：单极、双极和双极（双输出） ，根据外加磁场的强度来执行开、关动作。

锁存型是判断磁极切换进行输出。锁存器与双极开关类似，它有正极 BOP 和负极 BRP，但却能精确控制开关动作。锁存器要求正负极磁场同时工作。单独的磁体位于强度足够的正极磁场时，会使器件切换至开启状态。当器件开启时，它会锁定状态并保持开启，即使将磁场移开也是如此，直到出现一个强度足够的负极磁场出现，器件会关闭。

霍尔效应传感器并非是用于实现磁性开关的唯一选择。在需要简单的接通和关断或打开和关闭接近检测的应用中，簧片开关是另一种常用的元件。但使用簧片开关的一个主要缺点是，器件的机械性质决定了其使用寿命有限。霍尔效应传感器不像簧片开关那样具有机械触点，并且提供不受机械磨损影响的更可靠的解决方案。

而相比其他有类型的开关，霍尔传感器具有诸多优势。首先没有机械触点，不会产生磨损，使用寿命比机械开关长。其次，与光学开关相比，霍尔IC在有灰尘和污垢堆积的环境下也能进行磁场检测。第三，无论有无磁铁，均可进行非接触式工作，可实现防水设计且维护方便。

各类传感器的优劣势（TI官网）

近年来，锁存型IC还被用于简单的旋转编码器等应用中。使用开关式霍尔IC进行转子检测，根据磁极数的不同，虽然输出的脉冲数与锁存型IC相同，但是占空比相对较差。

增量编码器监控磁体的移动速度或速率以及方向。绝对编码器可以做到这一点，并始终能在高分辨率下确定其确切位置。增量编码器设计人员使用数字输出霍尔效应锁存器时，分辨率取决于系统中磁极的数量。实现更高的分辨率需要更高极数的环形磁体，而随着磁极尺寸变小，磁体产生的磁场本身就会变弱，设计人员需要将传感器放置在更靠近磁体的位置或使用灵敏度更高的传感器。

液位检测可以采用磁开关进行。

常见的磁开关如上所述，4-20mA长量程应用中TMR具有最低功耗，支持最多开关的特性。（TI官网）

速度传感器

对于现代汽车而言，轮速信息是必不可少的，汽车动态控制系统（VDC）、汽车电子稳定程序（ESP）、防抱死制动系统（ABS）、自动变速器的控制系统等都需要轮速信息。所以轮速传感器是现代汽车中最为关键的传感器之一。

一般来说，所有的转速传感器都可以作为轮速传感器，但是考虑到车轮的工作环境以及空间大小等实际因素，常用的轮速传感器主要包括磁电式轮速传感器、霍尔式轮速传感器。

磁电式轮速传感器具有结构简单、成本低、不怕泥污等特点，但是磁电式轮速传感器也有一些缺点，包括频率响应不高以及抗电磁波干扰能力差。

而霍尔式轮速传感器利用霍尔效应原理制成，其输出信号电压振幅值不受转速的影响；频率响应高且抗电磁波干扰能力强。

位置传感器

在传感器中，通常会使用编码器来测量旋转的角度和方向。编码器是一种将位置信息转换为数字信号的设备。它通常由一个旋转式编码器和一个固定式编码器组成。旋转式编码器被安装在旋转轴上，而固定式编码器则固定在底座上。当物体旋转时，旋转式编码器会旋转，而固定式编码器则不变。

旋转式编码器上的编码器盘上有一些光学或磁学编码器条纹，这些编码器条纹在旋转时会被检测到，从而测量物体旋转的角度和方向。

霍尔阵列传感器则是通过正弦与余弦信号与所施加磁场角度成正比的原理，将两极磁铁的角度位置信息通过内部DSP解算，转化成模拟电压，PWM，SPI等各种输出形式。

结语

磁传感器作为连接物理世界与数字世界的桥梁之一，其重要性不言而喻。从汽车到工业再到消费电子行业，随着越来越多的人机交互和自动化的需求，磁传感器在接近、位移、编码、换向、角度等领域正发挥着越来越重要的作用。同时，其高性价比、易安装、易维护的特性，使其越来越受到欢迎。

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