科技 从苹果新功能——车祸检测，看严重事故车辆到底发生什么？

文：懂车帝原创 高帅鹏

[懂车帝原创 产品] 在万物互联时代，没有什么事物可以完全独立存在。当苹果在今天（9月8日）的新品发布会中推出“车祸检测功能”时，显然又将苹果终端与汽车产生了交集，这也是移动设备首次对车内安全进行直接的监测和介入。目的只有一个，就是尽最大可能提升抢救效率，保证车内人员的生命安全。

苹果“车祸检测功能”是如何检测事故的？

根据苹果公布的信息，“车祸检测功能”主要通过全新双核加速感应器和高动态范围陀螺仪，对汽车受到的撞击进行检测，G值监测范围最高为256G。与此同时，高动态范围陀螺仪用于检测车辆方向的突然变化；气压计可以监测由于安全气囊弹出造成的车内气压变化；麦克风则能够识别车祸发生时出现的巨大噪声。

3轴陀螺仪和高G值加速度传感器

在一系列外界环境监测数据的支撑下，通过苹果运动算法识别碰撞的发生，并在用户失去意识或者无法触及iPhone时自动拨打紧急电话。此时，iPhone会显示询问你是否遇到了车祸，告知用户设备会在无人响应的情况下自动进行SOS紧急联络。

如果能够结合穿戴设备Apple Watch，当监测到重大车祸发生时，Apple Watch屏幕将会显示紧急服务通话界面。因为在重大车祸中，手机或许无法找到，但手表大概率会离身体最近。如果用户在10秒倒计时后没有响应，系统将拨打急救电话。由于支持地面无网络信号时的卫星通信功能，即便没有手机信号，系统也能发送设备位置信息，该信息也会共享给用户的紧急联系人。

据外媒透露，苹果在过去一年中对iPhone与Apple Watch用户提供的匿名数据进行了收集，从而分析并测试碰撞侦测功能。苹果透露，目前已经检测到超过1000万次疑似车辆碰撞的数据，其中包括超过5万次拨打报案电话的数据。

车祸发生时，车辆到底发生了什么？

从苹果公布的环境检测范围来看，似乎也向我们揭示了车祸发生时，汽车会发生的状态变化。首先从“速度突变”来看，这点似乎最好理解。一辆汽车在行驶过程中会有一定的动能，而碰撞的发生和结束，也代表着汽车从运动到静止直至动能清零，这其中就伴随着减速度的发生。

苹果表示，“车祸检测功能”G值监测范围最高为256G，那么256G又代表着什么呢？

首先从G值的定义来看，其代表“重力加速度”，大概是9.8米/平方秒，含义是一秒可以增加(或减少)9.8米/秒的速度。也就是说，物体在地球上自由落体时速度会越来越快，而该物体增加的速度就代表1G。

那么1G又意味着什么呢？设想，如果一辆车以1G的加速度从静止加速至100公里/小时，根据加速度公式换算，这辆车的0至100公里每小时加速时间约为2.83秒。目前，懂车帝实测榜“零百”加速时间最短的车型也仅为3.03秒。

继续来看，一级方程式锦标赛2016年澳大利站曾发生一起碰撞事故，当时的迈凯伦车队车手阿隆索在305公里每小时的车速下，与其他赛车发生碰擦并冲向轮胎墙。国际汽联在事故分析中提到，这次事故在发生第一次碰撞事时的G值达到了45G，赛车翻滚时横向G值为46G。

由此可见，速度改变是车辆发生碰撞过程中的主要变化。目前，人类已知能够存活所承受的最大G值是2003年IRL汽车赛事中，车手Kenny Brack在事故中承受的214G。最终，该车手通过18个月的时间才得以康复。

除了速度的改变，一次汽车碰撞事故中也往往伴随着方向的突然改变，例如在高速公路、山路和十字路等路段发生的碰撞事故。同时，当碰撞发生后，安全气囊弹出也会伴随车内气压的改变，而气囊触发和碰撞所产生的响声，也是车辆发生事故时的现象。

希望这个功能没人会用到

对于这项全新功能，很多用户也在讨论其是否必要。不过从学术角度来看，车祸发生重伤的种类大致分为大出血、昏迷、开放性气胸、脊髓损伤等。有数据统计显示，最高车速直接影响车内人员在发生车祸时的生存几率。

另外，据有关数据显示，在各类灾害事故中，“第一死亡高峰”出现在1小时内，“第二死亡高峰”在2-4小时之间。那么对于车祸现场急救来说，时间就是生命，越早施救对于伤者的损伤越小。因此也就有了“车祸急救黄金1小时”的原则。

显然，“车祸检测功能”有着存在的必要性，就像很多人提到的，“用到终生难忘，没用到毫无感觉”。最后，借用苹果的宣传语来结束今天的文章——这项新功能，衷心希望没人用得到。

加速度传感器是什么？一文总结加速度传感器原理，几分钟带你搞懂

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在这之前给大家简单地介绍了一下压力传感器，大家如果错过的，点击下方标题可以直接跳转。

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这篇文章将给大家介绍一下加速度传感器 。

加速度传感器是什么？

加速度传感器 是一种能够测量物体加速度 的传感器，在运动过程中，通过测量质量的惯性力和牛顿第二定律得到加速度 。

根据传感器敏感元件的不同，常见的加速度传感器有电容式、电感式、应变式等。

如下图所示，PCBA上被黄色圈出来的地方为一个加速度传感器。

加速度传感实物图

通过测量重力加速度，可以计算出设备相对于水平面的倾斜度，也可以通过分析动态加速度来计算设备的运动。

一些智能手表会有安装加速度传感器和陀螺仪芯片技术。

加速度传感器如何测量加速度？

加速度传感器沿三个轴运动：

加速度计轴读数以浮点值的形式提供，以 m/s^2 为单位。

具体的如下图所示：

加速度传感器原理-如何工作？

加速度传感器经常用于大型电子设备的简单电路，尽管外观不起眼，但加速度传感器以多种方式工作，其中两种是压电加速度计 和电容加速度计。

压电加速度传感器--压电效应

压电加速度传感器 主要应用的是压电效应 ，压电效应是最流行的形式。主要使用加速力而受到的微观晶体结构，压力会在晶体中产生电压，加速度传感器将这个压力转换为速度和方向。

压力加速度传感器

压力加速度传感器--压电效应的工作原理

压力加速度传感器原理图

如上图的模型所示，加速度传感器包含微观晶体结构，当发生振动时会产生电压，然后产生的电压会产生加速度的读数。

电容式加速度传感器-电容变化

电容加速度传感器 感应结构之间的电容变化 。如果加速力移动这些微结构中的一个，则电容会发生变化，并且加速度传感器会将此电容转换为电压以进行解释。

电容式加速度传感器

电容加速度传感器--电容变化的工作原理

力 = 质量 x 加速度，所以要找到加速度，它需要存在的力 / 物体的质量。这就是电容加速度传感器中电容效应的工作原理：

电容加速度传感器原理图

加速度传感器的功能--加速传感器倾斜角度

加速度传感器可用于测量倾斜角。由重力引起的加速度的持续测量可以用加速度传感器来测量。具体的如下所示：

加速度传感器测量倾斜角

加速度传感器的功能--加速传感器跟踪运动

虽然很容易认为使用加速度传感器来跟踪物体随时间的位置是比较简单的，但是使用加速度传感器跟踪绝对位置还是没有那么容易。

加速度传感器的功能--加速传感器测量振动

加速度传感器可用于测量振动的频率和幅度 。加速传感器可用于测量小到人类无法察觉到的加速度效应，例如检测地震事件或测量建筑物的共振频率。

可以测量的振动频率范围和振幅取决于加速度计的速度和噪音水平，为了得到一相对准确的结果，确保加速度传感器的数据速率至少比最快振动频率快 4 倍，还需要确保加速度传感器的本底噪声明显小于信号预计。

加速度传感器的功能--加速传感器测量高频振动

如果你将加速度传感器安装在比加速度传感器测量速度更快的强烈振动的机器上，有可能存在混叠效应和偏移，从而影响测量。

如果你测量的结构可能会产生高频振动，建议使用某种防震架将加速度传感器与这些振动隔离开来，通常是由橡胶、松紧、或者弹簧制成的比较简单的物件。

加速度传感器的应用领域

加速度传感器在各个领域发挥着重要作用，包括工业、医疗、社会应用和国内应用，用于监测各种物体的运动。

加速度传感器 主要用于汽车安全气囊 、防抱死制动系统 、牵引力控制系统 等的安全性能中。

加速度传感器 可以检测上、下、左、右倾角 的变化，因此通过向前倾斜手持设备来控制游戏中物体的前后左右方向非常简单和落后。

使用加速度传感器检测手持设备的旋转和方向，实现对待显示图像的归一化 。

1、保持图像清晰

使用加速度传感器检测手持设备的振动/抖动幅度 ，当振动/抖动幅度过大时，锁定相机快门，使拍摄的图像始终清晰 。

2、计步器

加速度传感器 可以检测交流信号和物体的振动 。人走路时会产生一定规律的振动，加速度传感器可以检测到振动的过零点，计算出人的步数或跑步者的步数 ，从而计算人移动的位移 ，并且使用一定的公式可以计算卡路里消耗 。

3、确定手机标题

加速度传感器根据 手机标题的方式在横向和纵向模式之间旋转显示。

加速度传感器通过测量磁通量的大小来确定方向。当加速度传感器倾斜时，通过加速度传感器的磁通量会发生变化，导致方向误差。加速度传感器可以测量倾斜角度的原理可以补偿电子罗盘的倾斜。

GPS系统 通过接收以120度分布的三个卫星信号来确定物体的位置。在一些特殊的场合和地形，如隧道、高楼、丛林地区，GPS信号会变弱甚至完全丢失，这就是所谓的死胡同。

通过安装加速度传感器 和我们之前使用的惯性导航，可以测量系统的死区 。将加速度传感器积分一次就变成了单位时间的速度变化量，从而测量死区中物体的运动。

笔记本电脑中的加速度传感器 可保护硬盘驱动器免受损坏。如果笔记本电脑在使用过程中摔倒，加速度传感器会检测到摔倒并立即关闭硬盘驱动器，以避免读取头撞到硬盘驱动器盘片。

以上就是关于加速度传感器的一些知识，希望大家多多支持我。

图片来源于网络

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