赵志星
(安徽江淮汽车集团股份有限公司,安徽 合肥 230601)
摘要:汽车照明系统是汽车重要的主动式安全装置之一,随着汽车电动化、智能化、软件化的飞速发展,汽车灯具正在从功能化照明部件演进为智能化的视觉交互系统,向着更安全、更智能、更个性化的方向飞速发展,成为提升智能汽车辨识度和竞争力的主要载体。
关键词:汽车灯具;智能车灯;智能化;视觉交互
The Development Trend of Intelligent Automobile Lamp
Zhao zhixing
(Anhui Jianghuai Automobile Group Corp�, Ltd� Hefei 230601, China) Abstract: Automotive lighting systems are one of the important active safety devices in automobiles� With the rapid development of electrification, intelligence, and software in automobiles, automotive lighting is evolving from functional lighting components to intelligent visual interaction systems, rapidly developing towards a safer, smarter, and more personalized direction, becoming a major carrier for improving the recognition and competitiveness of intelligent vehicles�
Key Words:Automobile lamps; Intelligent lamps; Intelligence; Visual interaction�
0 引言
随着经济的飞速发展,汽车在人们日常生活中扮演着越来越重要的角,与此同时人们对汽车安全性的认识和需求也越来越高。随着LED光源的普及和电控技术的成熟,汽车车灯作为汽车重要的照明安全和信号装置,在满足传统照明和信号功能之外,也延伸出了很对多新的应用场景和应用功能[1]。
同时随着国内车灯相关法规的升级整合,汽车车灯的设计自由度也随之变大,C-NCAP和C-IASI对车灯性能的要求也逐步提升。
本文主要结合车灯相关的法规趋势、光源发展、智能化控制技术的应用,对智能化车灯的发展趋势进行探讨。
1 主要光源技术
随着技术的发展,目前车灯光源主要有LED、OLED、Mini LED、Micro LED,其中LED光源应用最为广泛。
L E D叫做“发光二极体”(l i g h t-e m i t t i n g
作者简介:赵志星(1985-),男,安徽江淮汽车集团股份有限公司工程师,研究方向:汽车车灯、汽车外饰应用技术。
OLED叫做“有机发光二极体”(Organic Light-Emitting Diode),基本结构是在铟锡氧化物(ITO)玻璃上制作一层有机材料发光层,并在发光层上再覆盖一层低功函数的金属电极。通过外界电压的驱动,正极电洞与阴极电子便会在发光层中结合,产生能量并发出光,因材料特性不同而产生R、G 和B三原,来构成基本彩[2]。
江淮汽车网Mini LED和Micro LED最直观的差异就是LED 芯片的大小,但从概念来看却又有一点差异。Mini LED正式名称为“次毫米发光二极体”,Micro LED是指“微发光二极体”,两者晶体尺寸基本上以100μm为界,约0.1mm。Mini LED被视为是Micro LED的过渡产品,是传统LED背光基础上的改良版本,Micro LED则是新一代的发光技术,将LED背光源微缩化、矩阵化,产品寿命更长,甚至性能更胜OLED,被业界视为未来最重要的光源技术。
激光光源是利用激发态粒子在受激辐射作用下发光的电光源,是一种相干光源。激光光源的示的时候,也存在绿光源亮度、寿命与红蓝两不匹配的难题。
2 主要智能车灯技术
随着LED、OLED、Mini LED、Micro LED等光源技术的不断发展,自适应远光灯(ADB)、数字投影灯光(DLP)、智能交互车灯(ISD)、可编程智能大灯(PML)等智能车灯技术层出不穷,推动汽车车灯向电子化、智能化升级。
2.1 自适应远光灯(ADB)
自适应远光灯系统(Adaptive Driving Beam)是一种智能远光系统,主要功能是提升夜间会车时的安全性,减少对对向车辆的照明眩光。汽车头灯的光线,在夜间会车时极易造成对向车道驾驶员的眩目,
严重影响行车安全。ADB 技术通过前置摄像头,识别前方来车的位置与距离,并输出信号给车灯控制器,车灯控制器相应调整灯光照射区域,避免对来车产生眩光,同时最大限度地满足驾驶者的照明需求。
图1 典型的ADB功能系统框图(图片来源于网络)
目前行业的主流的A D B系统像素数量为10~100像素,随着光源技术的发展,出现了基于Micro LED光源技术的1~2万像素的高精度ADB系统,万级像素的智能灯光系统可以实现一些简单的场景和图案的投影,但是要实现像素数更高、更复杂的投影,则需要采用DLP技术。
图2 典型的ADB功能与近光功能应用图(图片来源于网络)
2.2 数字投影灯光(DLP)
数字投影灯光(Digital Light Processing)是一种智能投影灯光系统,此种技术先将想要呈现的影像信号处理为数字信号,然后再将数字信号传递
给数字微镜装置(DMD),DMD含有上百万个规则排列相互铰接的微镜,通过控制微镜接通和关闭来控制微镜的反射角度,微镜把反射光透过投射透镜投影到地面或者屏幕上形成输入的影像。
图3 数字微镜装置(DMD)及DLP系统原理图(图片来源于网络)
2.3 可编程智能大灯(PML)
可编程智能大灯( Programmable Matrix Lighting)是基于DLP技术基础上,软件化智能化更高的投影灯光系统。在驾驶场景中,PML可编程智能大灯可实现智能调整光型,自动切换标准近光、城市远光、标准远光、集束远光等行驶照明模式;还能智能识别驾驶环境,实现对向车辆眩光遮蔽、本车行车轨迹预测、车道偏离提醒、低速行驶转向辅助、变道盲区警示、灯光随动调节等照明功能。当车速小于特定值时,车辆行驶在狭窄道
路,车灯会在车辆前方投射两条与车身等宽的高亮灯光引导线,为驾驶者提供行驶轨迹和通过性辅助;当车速大于特定值时,前方出现对向或同向车辆时,系统将主动遮蔽对向车辆、行人所在位置的远光灯光束,提高其他道路参与者的夜间安全。另外,PML可编程智能大灯还具备行人引导等功能,夜间行驶时,关注行人安全,减少驾驶风险,面对横穿马路的人员,车辆主动停车后,可在车前投射“模拟斑马线”,引导行人通行。
图4 车道增强照明和车辆示宽投影(图片来源于网络)
图5 行人礼让投影和特殊场景投影(图片来源于网络)
2.4 智能交互显示系统(ISD)
智能交互显示系统( Intelligent Signal Display)是通过多光源阵列式排布形成显示矩阵区域,然后通过车灯控制器对显示矩阵里的每颗LED光源的点亮进行寻址控制,从而实现动态图形的显示效果,也可以通过MP5或者手机等终端界面实现用户定制服务,实现用户自定义编辑和信息的多元化显示。
图6 智能交互显示的图案(图片来源于网络)3 结语
本文主要介绍了目前车灯行业的光源发展趋势和技术发展趋势,尤其是随着光源和电控技术的发展和技术突破,车灯的功能边界和应用场景也变得越来越丰富。同时车灯与视觉成像、红外夜视、激光雷达等感知技术的融合协作也会越发密切,随着自动驾驶技术的发展,未来的车灯将会承载更多的创新性功能,在汽车安全中扮演更重要的角。
参考文献
[1]朱光歡.一种智能前大灯控制系统[J].科技视界,
2015(3):16-18.
[2]刘然,陈积先.自适应远光(ADB)相关法规研究[J].光
源与照明,2017(11):35-37.