MEMS-Anwendung einer Ultraschallsensorlösung in einem CPD-System

Mit der Umsetzung der Euro NCAP-Anforderungen könnten MEMS-Ultraschallsensorlösungen zur wichtigsten Sensorlösung für künftige CPD-Systeme werden.

Mit der weit verbreiteten Popularität von Autos ist das selbstfahrende Fahren allmählich zur wichtigsten Wahl für Familienreisen geworden. Kinder reisen häufig, und Unfälle mit Kindern, die im Auto vergessen wurden, werden häufig aus verschiedenen Gründen oder durch Nachlässigkeit gemeldet, weshalb der Sicherheit von Kindern im Auto besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden sollte.

Euro NCAP, eine der weltweit maßgeblichen Zertifizierungsstellen für Fahrzeugsicherheit, hat diesbezüglich strengere Normen vorgeschlagen. Ab Januar 2023 sollen neue CPD-Systeme drei Hauptfunktionen haben: Erkennen, Warnen und Eingreifen. Ab 2025 soll das System Lebensfunktionen haben. Es kann körperliche Anzeichen erkennen, und der Erfassungsbereich muss alle Sitze im Innenraum abdecken, um die Sicherheit der im Auto gestrandeten Kinder zu gewährleisten.

*CPD-System (Child Presence Detection, Überwachungsfunktion für die Hinterlassenschaften von Kindern)

Einführung in das CPD-System

Die Hauptfunktion des CPD-Systems besteht darin, mit Hilfe von Sensoren die Sitzbedingungen zu überwachen und vor allem zu erkennen, ob sich Kinder bewegen. Wenn der Fahrer das Auto verriegelt und es verlässt, sendet das System sofort einen Alarm, wenn es Bewegungen von Kindern feststellt. Gleichzeitig leuchtet die Taschenlampe auf und eine Alarmmeldung kann über das intelligente System im Auto an das Mobiltelefon des Besitzers gesendet werden. Außerdem wird auf dem Armaturenbrett eine Meldung angezeigt, die den Fahrzeughalter daran erinnert, den Sitz zu überprüfen, bevor er aussteigt. Wenn das Kind im Auto nicht gerettet wird, werden weitere Rettungsmaßnahmen eingeleitet.

Derzeit werden für die Erkennungsfunktionen der auf dem Markt befindlichen CPD-Systeme hauptsächlich Ultraschall- und Millimeterwellenlösungen verwendet. Mit der Umsetzung der Euro NCAP-Anforderungen könnten sich jedoch MEMS-Ultraschallsensorlösungen durchsetzen, da sie gute Funktionen zur Erkennung von Vitalfunktionen, einen größeren Erfassungsbereich, eine geringere Größe und Vorteile beim versteckten Einbau bieten.

Gute Vitalzeichen-Erkennungsfunktion

Die MEMS-Sensorlösung umfasst zwei MEMS-Ultraschallsensoren mit integrierten Transceivern. Die von den Sensoren gesendeten und empfangenen Ultraschallsignale werden mit dynamischen Erkennungsalgorithmen und -modulen integriert, um Lebensüberwachungsfunktionen zu erreichen. 

Die Bewegung, die Atmung und der Umgebungszustand des Testobjekts sind unterschiedlich, und die vom MEMS-Ultraschallsensor erfasste Reflexionsamplitude und -phase ändern sich entsprechend. Der Sensor kann die Atmung durch Senden und Empfangen von Panorama-Ultraschallwellen erkennen.

Größerer Erfassungsbereich

Der MEMS-Ultraschallsensor hat einen Sichtwinkel von ±90°, der 180° erreichen kann, und einen großen Erfassungsbereich. Er kann in der gesamten Kabine von Pkws und Nutzfahrzeugen installiert werden, um die Erfassungsanforderungen aller Sitze in der Kabine zu erfüllen.

Geringere Größe

Die Größe des MEMS-Ultraschallsensors beträgt 30*20*5 mm und ist damit viel kleiner als das offene Ultraschallsensormodul (Größe: 45*55*20 mm) und das Millimeterwellen-Radarmodul (Größe: 54*64*16,7 mm).

Verdeckter Einbau

Die MEMS-Ultraschalllösung kann verdeckt eingebaut werden, ohne das Innendesign des Fahrzeugs zu beeinträchtigen, wodurch die Integrität und Schönheit des Fahrzeuginnenraums erhalten bleibt.