Fraunhofer数字媒体技术研究所IDMT的专家正在为”听力车”开发智能声学传感器，并开发用于车辆附近声学事件识别的人工智能的系统。

现代汽车可隔绝外部噪音，以满足终端客户对驾驶舒适性的要求，尤其是在高速行驶时。因此，对于做出正确驾驶决策至关重要的噪音往往反应太迟，或者根本听不到。然而，外部噪音，如救护车警报、潮湿的道路或轮胎扎到螺丝钉,这些声音信息可以为驾驶员提供关键指引,而智能声学传感器系统也是汽车发展的一个方向。

传统的车辆传感器在检测这些噪音时达到了极限。这就是为什么Fraunhofer IDMT希望为汽车配备智能听觉传感器系统的原因。智能音响系统与其他驾驶员辅助系统结合，为必要的驾驶操作或(预测性)维护提供相关信息。

Fraunhofer IDMT汽车听觉项目经理Moritz Brandes解释道:”我们代表汽车制造商和供应商， 正在开发和测试新的传感器技术和算法，用于测试道路上的环境声监测、声源定位、信号增强和语音交互等。”

智能座舱常见的传感技术

随着5G、IoT、AI、ChatGPT等技术不断发展，汽车智能化竞争“加速踏板”也被踩得越来越深。而在汽车智能化领域的各细分市场中，除去智能驾驶，当属智能座舱的竞争最为热闹。

听觉技术

听觉模式在驾驶相关任务的环境感知中起着核心作用，因为在某些情况下，没有其他模式可以取代听觉模式，例如喇叭或迎面而来的紧急车辆的警报器。

通常，交互的听觉模式包括在语音用户界面的上下文中接收人类命令的车载麦克风和在基于语音的交互的情况下提供车载信息娱乐和反馈建议的扬声器，例如现在比较火的自然语音识别交互（汽车AI智能语音101及其供应链）。听觉感知可以补充传统的基于视觉和触觉的交互，以感知人类并与人类互动，需要研究关注。本节将讨论用于听觉感知的新技术。

当前车内听觉智能技术主要考虑两个方面：车内听觉分级以及分区，车外交互以及AI识别

考虑到机舱内的信息娱乐和音频，乘客可能希望收听个人偏好的音频，同时将坐在他们旁边的人的音频的交叉干扰降到最低。虽然可以通过耳机实现，但通过头枕周围或乘客附近的扬声器创建个人音频区域，可以获得更大的舒适度和乘坐乐趣。例如小鹏汽车等新势力都使用类似的方案，当然传统路虎等也应用此类技术的。

其他示例还包括在车厢天花板上的扬声器阵列，以在前排和后排座椅中以更高的频率生成独立的收听区域。

其实存在于车内的麦克风也可以放置在外部，当作自动驾驶传感器（了解自动驾驶传感器点击自动驾驶中的传感器以及组合方案），以检测警报器、附近的车辆，甚至行人。声学传感器的其他有趣用例包括仅音频里程计的学习算法，该算法仅测量来自外部麦克风接受的声学信号，具有良好的预测精度。该系统不受场景外观、光照条件和结构的影响。实验评估证明了对环境噪声的显著弹性，它可以作为视觉模式的辅助模态进行自我运动评估，这项工作目前应该还没有应用到汽车当中，当前大家都往视觉AI跑，音频AI 更多往语音跑，而环境听觉是不是也有AI的市场？

生理传感技术

未来的 自动驾驶 有望提供超越信息娱乐的丰富体验。在这方面，实时的健康状况和精神状态是考虑乘客安全和福祉的重要领域。为可穿戴应用开发的各种生理传感器正在重新用于测量特定的健康相关数据并揭示认知状态，从而可以减少驾驶员的分心程度。这些传感器测量生理参数，例如心跳、血压、肌肉运动、眼球追踪等。

这些传感器，特别是现在用于可穿戴系统的传感器，都在智能驾驶座舱中积极应用，例如：

1) 脑电图 (EEG) 是一种监测方法，用于记录头皮上的电活动，已被证明可以代表下面大脑表层的宏观活动。对驾驶员分心的研究表明，EEG 信号是衡量驾驶员疲劳或嗜睡的最确凿的指标之一。脑电图的特征在于四个活动带，具体取决于频率范围，如 beta、alpha、delta 和 theta。嗜睡的发作以 Theta 波和以 Delta 活动为特征的睡眠状态为特征。

2) 眼电图 (EOG) 提供有关眼球运动和眨眼模式的信息。通常，驾驶员的认知警觉性以快速的眼球运动为特征，而睡意的发作会导致动作变慢和眨眼频率变长。例如，使用 EOG 监测的眼球运动可以为驾驶员困倦检测提供 80% 的准确度。

3) 肌电图 (EMG) 是一种用于记录肌肉电活动的技术。例如，在 Katsis 等人中。作者观察到，随着驾驶员分心，EMG 信号的幅度和频率显着降低，因此可以用作测量警觉水平的有效方法。

4）心电图（ECG）监测心脏活动和心率。心电图更容易捕获，并且可以提供多种信号，可以揭示驾驶员的警觉状态。此外，心率还可以将驾驶员的情绪显示为兴奋或愤怒（高心率）和平静（正常）状态。

5) 体温感应可以揭示司机和乘客的舒适程度，并可以根据司机和乘客的个人喜好帮助调节车内温度。据报道，有多种可穿戴系统可用于测量体温， 一些先进的解决方案可以将数据无线传输到智能手机或车辆中的电子单元。

整车动态状态技术

智能座舱是交互，不单单只了解人，还需要更加了解车的状态，从而保障人车直接的沟通和交互，所以另一个重要类别是测量车辆内部状态的本体感觉。其实主要是车辆的动态运动相关差数。

例如，为了安全运行，必须连续测量车辆状态，如速度、加速度和偏航。常用的本体感觉传感器包括用于确定车辆加速度的惯性测量单元 (IMU)、航向传感器（陀螺仪和倾角计）、用于计算车轮旋转的车轮编码器、用于测量高度的高度计以及用于计算轴每分钟转数的转速计. 这些传感器其实正是当前自动驾驶车辆配备的，所以唯一考虑的是怎么将他们融合进行与人交互。

智能表面技术

智能表面是集装饰性与功能性于一体的汽车内饰件之一。它通过某种介质材料来增加电子功能的产品结构，可以在用户需要时，通过触碰感应、手势或语音命令进行唤醒激活，获得反馈和响应。

提到智能表面，就不得不提到其人机交互界面的按键设计。相比传统机械按键，智能表面按键采用不开孔设计，一体化方案在保证美观的同时，还能防尘、防水、防误触，有按键操作准确性高、触感真实、使用寿命长等好处。在中控、方向盘、车窗、车门、天窗、阅读灯按键等全车有30-50个按键场景皆可应用。智能表面按键设计一般由一体化的面板、触控按键、压感按键、氛围灯背光、触觉反馈等组成。

在2020年，电动汽车巨头特斯拉就公布了智能表面应用于其方向盘的专利，此举将主要带来交互形式以及触觉反馈上的变更。根据Tesla公开的专利，已支持并应用的触感反馈包括：触摸震动、逐渐的滑动震动、滑动震动和释放等。

当用户熟悉不同反馈传递的信息后，可以更好地聚焦于前车的行车环境，解放视觉，通过指尖的触感就可以确定按键触发功能的完成。

为了用智能表面真正替代仪表板控件，环境感知是协助驾驶员快速直观地获得所需功能的关键。像智能手机一样，现代汽车也装有各种各样的传感器。借助惯性传感器、麦克风、温度传感器、GPS、红外传感器、LiDAR系统、眼睛跟踪以及现在的力感测，可以将数十个传感器中的信息融合在一起，以检测、监视、预测驾驶员行为并控制结果。

作为一个基本示例，当你在用智能手机听音乐时，汽车可以检测到，将音乐传输到汽车音响，并在智能表面上打开音频控制。同样地，在一个非常寒冷的早晨，汽车可以自动打开暖通空调和显示控制座椅加热。现在，想象一下遇到危险的道路情况。音乐立刻被静音，一张地图弹出，为你提供另一条路线。通过人工智能和机器学习，汽车将学会如何保护你的安全，并预测你接下来想要什么。

通过采用半自动驾驶技术，车内传感器驱动的上下文感知的另一个好处变得显而易见。用于确定驾驶员意图的相同传感器也可以用于测量司机的健康状况，并判断是否丧失能力。例如，NextInput在方向盘和座椅中的感应解决方案可用于确定驾驶员是否机警、主动接合或俯身而无法控制。如果探索到故障，汽车可以自动接管汽车，转向安全并寻求帮助，而不是简单地刹车，因为激光雷达探测到事故即将发生。

即使随着全自动驾驶的普及，对智能表面的需求也会增长。随着客舱转变成生产力和娱乐空间，随着客舱内互动的增加，消费者将对美学的要求更高。现在，每次交互的“触摸和感觉”体验都变得更加重要，因为它们的关注点不再是外部的。未来的汽车客舱将满足乘客的所有需求，而且触手可及。

随着目前正在设计具有智能表面的汽车，全新的汽车HMI将在未来几年内投放市场，从根本上改变了消费者与汽车互动的方式。

文章来源： 电子工程世界，ICVS自动驾驶商业化，普修网络科技