自动驾驶技术发展到今天,激光雷达、摄像头、毫米波雷达的融合感知方案已经相当成熟,但室外无人车在工业园区、施工场地、物流仓储等场景中仍频繁遭遇一类尴尬:视觉系统“看见”了前方区域,却无法判断视野盲区后方是否有车辆鸣笛接近;识别到行人,却听不到身后铲车的倒车警报。声学感知的缺位,正在成为无人车安全冗余体系中一块明显的短板。

Fraunhofer IDMT研究所的“The Hearing Car”项目已经证实了这一方向的价值——外部麦克风可以帮助自动驾驶车辆识别紧急车辆、判断声源方向,声学感知不依赖视线,能够“听到拐角另一侧的声音”,与光学传感器形成有效互补。而在室外无人车的作业场景中,这种声学感知能力同样迫切。
室外无人车的声音检测,难在哪里
与乘用车不同,室外无人车面临的声音检测环境更加复杂。工业园区里机械运转的持续噪声、施工场地的冲击性噪声、物流仓储中多台设备同时作业的混合声场,都会严重干扰传感器对有效声音信号的捕捉。更棘手的是,无人车自身的电机、轮胎与地面摩擦也会产生声学噪声,如果不加以隔离,这些“自噪声”很容易将真正需要关注的外部声音信号淹没。
与此同时,室外作业环境对传感器的物理耐受性提出了苛刻要求。日晒雨淋、粉尘飞扬、泥水飞溅,以及冬季低温、夏季高温的剧烈温差,都要求传感器具备工业级的防护能力。用民用级麦克风或普通车载传感器来做这件事,往往几个月就出现信号衰减或硬件故障。
思正SZ-IS85S:为无人车环境声学感知而生的工业听诊传感器
广州思正技术有限公司深耕音频领域十余年,其工业听诊传感器产品线已在风电、制造、能源等多个场景中积累了大量落地经验。思正SZ-IS85S螺旋式无源工业听诊传感器,是专为工业环境设计的音频采集设备,采用高品质KaBoni防水麦克风,在工业设备声音检测和监控方面表现出色,其智能驾驶应用场景明确指向无人驾驶作业车辆监测周围环境中特殊车辆警笛声,实现智能避让。
在拾音性能上,SZ-IS85S的频率响应覆盖20Hz~20KHz,灵敏度达到-28dBV/Pa(±3dB) ,全指向拾音模式配合3米拾音距离,能够有效捕获无人车周边环境中警笛、鸣笛、倒车警报等关键声学信号。动态范围达到104dB(1KHz at Max dB SPL) ,信噪比在1米40dB音源条件下为60dB,这意味着即使在园区多设备同时运转的复杂声场中,传感器仍能保持对有效信号的清晰分辨能力。
值得关注的是“无源”这一设计特性。SZ-IS85S采用直流1.5V~3.3V供电,功耗低于0.1W,对于依靠电池或有限车载电源运行的无人车而言,这种低功耗特性意味着声学感知模块可以长期在线而不显著影响整车续航。输出阻抗为1kΩ非平衡,最大输出电压2.5Vpp,可与无人车的主流音频采集或信号处理系统直接对接。
室外作业的耐用性问题是无人车传感器选型的核心考量。SZ-IS851S采用一体成形铝合金外壳,表面阳极氧化处理,耐冲击、抗腐蚀,防护等级达到IP67,可防水防尘防沙,工作温度覆盖-20℃~75℃,无论是雨天的物流园区、扬尘的施工工地,还是冬季低温的户外停车场,传感器均能保持稳定运行。电路层面内置雷击保护、电源极性反接保护和ESD静电防护三重安全设计,从硬件底层保障了无人车长期部署的可靠性。接口采用M8 4PIN防水航空母头,线长2米,便于在无人车车体上灵活布线延长,螺栓固定安装方式也适配各种车体结构。

从“听得到”到“用得上”:SZ-IS85S在无人车作业中的感知闭环
单一传感器采集到的声音信号,需要经过降噪、特征提取和分类识别,才能转化为无人车可用的决策依据。思正在AI音频算法层面的积累为这一闭环提供了支撑。其自主研发的双核双咪降噪算法结合深度学习声纹分离技术,能够在0.3秒内实时剥离稳态噪声,精准提取目标声音的特征信号。
在无人车应用场景中,这套能力可以这样落地:SZ-IS85S部署于车体外部,持续采集环境声学信号;采集到的音频传输至车载计算平台后,声纹算法首先剥离无人车自身的电机和行驶噪声,然后在剩余信号中识别警笛、鸣笛等特定声学事件,并通过声源定位判断来向,最终输出给无人车的决策系统执行减速、靠边或避让操作。这一逻辑已在多项研究中得到验证——声学信号可以有效识别救护车、警车等特定发声车辆,为无人驾驶安全预警提供依据。
从部署角度看,SZ-IS85S的螺旋式安装结构配合M8航空接口,在无人车车体上的集成难度较低。铝合金外壳尺寸仅为Φ35.78mm×44.55mm(直径×长度) ,安装开孔尺寸≥Φ29mm,紧凑的体积使其能够灵活布置在车体四角或顶部,构建多传感器声学阵列。
结语
无人车的环境感知能力,正在从单纯的“视觉主导”走向多模态融合。思正SZ-IS85S螺旋式无源工业听诊传感器以20Hz~20KHz频率响应、-28dBV/Pa灵敏度、IP67工业防护等级和低于0.1W的功耗,为室外无人车提供了一条低功耗、高可靠的声学感知通路。当一辆无人配送车在园区路口减速时,让它“听到”视线之外驶来的消防车,SZ-IS101S就是那对可靠的工业耳朵。