傳感器的發展趨勢

　　（1）微型化

　　微型傳感器是基于半導體集成電路技術發展的MEMS（microelectro-mechanicalsystems微電子機械系統）技術，利用微機械加工技術將微米級的敏感組件、信號處理器、數據處理裝置封裝在一塊芯片上，具有體積小、成本低、便于集成等明顯優勢，并可以提高系統測試精度。現在已經開始用基于MEMS技術的傳感器來取代已有的產品。隨著微電子加工技術特別是納米加工技術的進一步發展，傳感器技術還將從微型傳感器進化到納米傳感器。微型傳感器的研制和應用將越來越受到各個領域的青睞。

　　（2）智能化

　　智能化傳感器是由一個或多個敏感元件、微處理器、外圍控制及通訊電路、智能軟件系統相結合的產物，它兼有監測、判斷、信息處理等功能。與傳統傳感器相比，它具有很多特點。例如，它可以確定傳感器工作狀態，對測量資料進行修正，以便減少環境因素如溫度、濕度引起的誤差；它可以用軟件解決硬件難以解決的問題；它可以完成資料計算與處理工作等。而且智能傳感器的精度、量程覆蓋范圍、信噪比、智能水平、遠程可維護性、準確度、穩定性、可靠性和互換性都遠高于一般的傳感器。

　　（3）仿生化

　　仿生傳感器是通過對人的種種行為如視覺、聽覺、感覺、嗅覺和思維等進行模擬，研制出的自動捕獲信息、處理信息、模仿人類的行為裝置，是近年來生物醫學和電子學、工程學相互滲透發展起來的一種新型的信息技術。隨著生物技術和其他技術的進一步發展，在不久的將來，模擬生體功能的仿生傳感器將超過人類五官的能力，完善目前機器人的視覺、味覺、觸覺和對目標物體進行操作的能力。我們將看到仿生傳感器應用的廣闊前景。

　　傳感器研發趨勢

　　1、技術向高階延展

　　3D激光雷達的出現是為了滿足系統對于實時空間感知的需求而出現的，無人駕駛汽車、無人機等自主移動式機器人出于空間識別、自主避障、規劃路線的目的，需要一個傳感器能夠實時對于周邊環境進行掃描，從而獲知周邊障礙物和道路的距離信息，由此3D激光雷達應運而生。

　　3D激光雷達的研發過程本質上是激光測距技術的升維，和實現的需求逐步升級的過程，激光測距技術是3D激光雷達的基礎。最早激光測距儀的出現，解決了點到點一維距離測量的需求;然后2D激光雷達的出現，解決了在一個扇形平面內感知接近物體的需求，測量的是平面內的距離;如今3D激光雷達，通過高速變化激光投射角度，對周邊環境實時掃描獲取距離信息，解決了在三維空間內的障礙物和環境識別需求，測量的是三維空間內的距離。

　　3D激光雷達應用最熱門的領域莫過于無人駕駛汽車，以3D激光雷達為主導的無人駕駛感知系統是當今無人駕駛領域采取的主流技術路線，但是3D激光雷達的成本一直是此技術路線的痛點。以生產3D激光雷達最為知名的Velodyne公司的產品為例，三款產品按性能最高到底的售價分別為8萬美元、2萬美元、8千美元。在無人駕駛汽車研發測試階段，包括谷歌、百度在內的科研機構一直采用8萬美元的版本進行測試，據了解，谷歌無人駕駛汽車的總成本約為30多萬美元，而該款64線型的3D激光雷達HDL-64占整車成本的25%。

　　2、成本隨應用降低

　　經過了研發第一階段技術創新以后，成本過高是以3D激光雷達為主的無人駕駛感知系統的主要問題，傳感器生產公司對于激光雷達研發的關注點從功能增強轉變為成本控制，由此進入了研發第二階段：降低成本以實現產業化應用。

　　在素有“電子消費領域科技風向標”之稱的2016CES大會上，激光雷達科技企業Velodyne和Quanergy都展出了新型3D激光雷達。Velodyne的PuckAuto和Quanergy的S3與之前相比都是小型化的改良產品。

　　Velodyne公司的PuckAuto采用32線激光，掃描范圍達200米，可以認為是VLP-16的加強版，相比于VLP-16更加切合于無人駕駛汽車的使用需求，相比于另外兩款產品價格成本更低。該公司已與福特公司達成合作意向，未來福特公司的無人駕駛汽車Fusion將配置2臺PuckAuto，并且Velodyne公司負責人稱他們將進一步降低產品成本，目標控制在1000美元以下。

　　Quanergy公司的S3是與德爾福公司合作開發的固態激光雷達，采用8線激光，內部無旋轉部件，可集成于整車內。在此前的報道中，Quanergy公司的CTO表示每臺S3成本在200美元。價格極低的原因在于產品的配置，“8線”、“固態”這兩個特性決定了成本的有效控制。“固態”意味著不能360度轉動，只能探測前方，但探測范圍的不足，可以用數量來彌補，在車身四角布置四臺或六臺S3，是德爾福無人駕駛汽車所探索的方案。

　　通過這兩個美國科技企業在2016CES上發布的新產品，我們可以得知激光雷達的技術特性正逐步切合無人駕駛領域的產業化需求，去除測試階段的冗余硬件配置后，成本有望大幅降低。