سیستم حسگر خودرو: چشمها و گوشهای الکترونیکی خودروی شما

خودروی مدرن شما می‌تواند در هر ثانیه، بیش از یک گیگابایت داده از محیط اطرافش جمع‌آوری کند. این حجم عظیم اطلاعات، توسط شبکۀ پیچیده‌ای از حسگرها پردازش می‌شود تا سفر شما را ایمن و کارآمد کند.

سیستم حسگر خودرو، مجموعه‌ای از چشم‌ها و گوش‌های الکترونیکی است که خودرو را قادر می‌سازد تا شرایط داخلی موتور و محیط خارجی را درک کرده و واکنش نشان دهد. این حسگرها با ارسال داده‌ها به واحد کنترل الکترونیکی (ECU)، به مغز خودرو امکان می‌دهند تا تصمیم‌های آگاهانه‌ای برای عملکرد بهینۀ موتور، ایمنی سرنشینان و کاهش آلایندگی بگیرد.

در این مقاله، به طور کامل با انواع سنسورهای خودرو، وظایف آن‌ها و فناوری‌های پیشرفته در حوزۀ خودروهای خودران آشنا خواهید شد.

سنسور خودرو چیست و چگونه کار می‌کند؟

یک سنسور خودرو قطعه‌ای الکترونیکی است که از لحظۀ روشن شدن موتور، جنبه‌های مختلف عملکرد خودرو مانند دما، فشار، سرعت و سطح آلایندگی را کنترل کرده و اطلاعات را به صورت داده‌های الکترونیکی به ECU ارسال می‌کند. ECU نیز بر اساس این داده‌ها، فرمان‌های لازم را به عملگرها (مانند انژکتورها یا سیستم ترمز) صادر می‌کند.

این سیستم را می‌توان به دستگاه حسی انسان تشبیه کرد. حسگرها همانند چشم، گوش و پوست، اطلاعات خام را جمع‌آوری می‌کنند و ECU نقش مغز را ایفا می‌کند که این داده‌ها را پردازش و برای انجام یک عمل تصمیم‌گیری می‌کند.

وظایف کلیدی سیستم حسگر خودرو

حسگرها نقش حیاتی در سه حوزۀ اصلی ایفا می‌کنند:

• بهبود ایمنی: سیستم‌های پیشرفته‌ای مانند ترمز ضد قفل (ABS) و کیسۀ هوا به طور کامل متکی بر داده‌های حسگرها هستند. سنسورهای سرعت چرخ، شرایط لغزش را تشخیص داده و سیستم ترمز ضد قفل با کنترل فشار ترمز، از قفل شدن چرخ‌ها جلوگیری می‌کند. سنسورهای شتاب‌سنج نیز در صورت تشخیص برخورد ناگهانی، کیسه‌های هوا را در کسری از ثانیه فعال می‌کنند.
• بهینه‌سازی مصرف سوخت و کاهش آلایندگی: حسگرهایی مانند سنسور اکسیژن و سنسور جریان هوای جرمی (MAF) به طور مداوم نسبت سوخت به هوا را در موتور کنترل می‌کنند. ECU از این داده‌ها برای تنظیم دقیق پاشش سوخت استفاده می‌کند تا احتراق بهینه صورت گیرد که منجر به کاهش مصرف سوخت و کنترل آلایندگی می‌شود.
• ارتقای قابلیت رانندگی و آسایش: از سیستم‌های ساده‌ای مانند کروز کنترل تا فناوری‌های پیچیده‌تری مانند سیستم کمک پارک و کمک راننده در حفظ خط (Lane Keep Assist)، همگی از داده‌های حسگرها برای کاهش بار راننده و افزایش آسایش بهره می‌برند.

معرفی انواع سنسورهای خودرو و کاربرد آنها

خودروهای مدرن میزبان ده‌ها سنسور تخصصی هستند. در جدول زیر به مهم‌ترین آن‌ها اشاره شده است:

فناوری‌های پیشرفته حسگرها در خودروهای خودران

خودروهای خودران برای درک محیط اطراف، به ترکیبی پیچیده و چندلایه از حسگرها متکی هستند. شرکت‌هایی مانند “ویمو” (زیرمجموعه گوگل) با استفاده از داده‌های چندین حسگر، یک «نقشۀ سه‌بعدی با دقت بالا» از محیط اطراف خودرو ایجاد می‌کنند. حجم داده‌های پردازشی در این سیستم‌ها در هر ثانیه به یک گیگابایت می‌رسد

• لیدار (LiDAR): یکی از حسگرهای کلیدی در این حوزه است. لیدار با ارسال پالس‌های لیزری و اندازه‌گیری زمان بازگشت آن‌ها، یک نقشۀ سه‌بعدی دقیق از محیط اطراف خودرو در فاصله حدود ۱۰۰ متری ایجاد می‌کند. نمونه مورد استفاده در خودروی گوگل می‌تواند در هر ثانیه ۱.۳ میلیون نقطه داده تولید کند.
• بینایی کامپیوتر و هوش مصنوعی: داده‌های خام حسگرها به خودی خود کافی نیستند. هوش مصنوعی و به ویژه یادگیری عمیق با استفاده از شبکه‌های عصبی مصنوعی، این داده‌ها را پردازش می‌کنند تا اشیا را شناسایی کرده و رفتار دیگر کاربران ترافیک را پیش‌بینی کنند. این سیستم‌ها با تحلیل هزاران تصویر از شرایط مختلف، می‌آموزند که چگونه یک عابر پیاده یا یک تابلوی توقف را در شرایط نوری گوناگون تشخیص دهند

تفاوت سیستم حسگر خودروهای معمولی و خودران

نتیجه گیری

سیستم حسگر خودرو، دیگر یک ویژگی فرعی محسوب نمی‌شود، بلکه ستون فقرات اصلی خودروهای مدرن است. این فناوری با تبدیل خودرو از یک وسیلۀ مکانیکی ساده به یک دستگاه هوشمند و متصل، سفرهایی امن‌تر، کارآمدتر و راحت‌تر را برای همگان به ارمغان می‌آورد.