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交通工具ADB 智能远光灯系统 -- 为夜间行驶而生

2017-12-29  670

随着自动驾驶的迅速发展,汽车前灯性能的要求也越来越高。毕竟,在自动驾驶普及的理想世界中,任何司机或行人在夜间行驶或走路时都能十分安全,完全不用担心被车撞。

然而,据交管部门相关统计表明,夜间发生交通事故的几率要比白天多1.5倍,55%的交通事故都发生在夜间。这主要是由于夜间的光线差、照明习惯不良等因素使驾驶员的视觉机能特性发生变化造成行车不当,引发交通事故。因此,提高汽车夜间行驶的安全性,显得非常重要。

据了解,为了解决汽车夜间行驶的安全问题,欧洲和日本的汽车OEM、一级供应商和灯源科技供应商现在已经纷纷进入了ADB(Adaptive Driving Beam )新兴市场中。

Adaptive Driving Beam是一种智能远光灯系统。传统的汽车头灯,包括一些氙气大灯光线耀眼,在夜间会车时极易造成对向车道驾驶者的眩目,为行车安全埋下隐患。

相比之下,ADB技术通过视频摄像头信号的输入,判断前方来车的位置与距离,并相应调整灯光照射区域,关闭或调暗对面车辆区域的灯光照射,避免对来车产生炫光,同时最大限度地满足驾驶者的视野需求,将成为汽车安全照明的技术趋势。

最近,荷兰灯具公司Lumileds自动LED部门全球策略市场营销高级经理Dirk Vanderhaeghen表示,ADB行业的汽车制造商不仅仅是高端汽车供应商(比如奥迪和奔驰),还有德国欧宝、日本丰田、法国标致和雪铁龙这样的中低端汽车供应商。中国的一些汽车供应商也纷纷加入到ADB的行列中。

汽车行业外媒 Driving Vision News CEO Hector Fratty和法国汽车照明科技和市场调研专家表示,ADB是汽车照明研究中最大的创新。虽然就现在而言,安装ADB系统的车辆只占据全球汽车市场的1%,但Fratty预计到2025年,这个数字将达到15%。

至于为什么ADB变得越来越受欢迎,这还和高级辅助驾驶系统(ADAS)的迅速发展有关。

汽车视觉系统公司Vision Systems Intelligence创始人和首席顾问Phil Magney表示,虽然ADB和自动驾驶没有直接的关系,但我对它非常感兴趣。因为,ADB和自动驾驶一样需要安全系统,特别是汽车前侧摄像头系统。

去年,美国汽车工程学会发表了一篇报告,提出了ADB的测试流程、性能要求和设计指导。但其实,对于美国人来说,ADB仿佛很神秘。究其原因,是因为美国联邦机动车安全表标准 (FMVSS)部门要求汽车的灯光为离散高或低光线,因此禁止了ADB。

就此,许多科技供应商(比如Lumileds)希望相关部门改变这个现状。

现在,美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)正在审查ADB,一些供应商希望ADB在2018年得到相关部门许可,如2018年未能实现,最晚2020年也能得到许可。

ADB行业的巨头们

Fratty表示:ADB市场中大约有10个主要的汽车制造商。它们包括汽车照明供应商的四大巨头:Hella (利普施塔特, 德国),,Koito Manufacturing (东京),Valeo (巴黎) 和 Automotive Lighting (罗伊特林根, 德国)。

Fratty表示,ADB非常重要,许多Tier 2和照明科技供应商正在进行激烈竞争,来提高解决方案。同时,ADB的光源技术正在迅速发展,与之相关的结构屏蔽、LED矩阵光束、DMD、LCD、μAFS和激光扫描技术都在飞速发展。

为了提高精确度,照明供应商正在增加矩阵LED像素。Lumileds的Vanderhaeghen表示,我们现在已经有了多种解决方案,从20LEDs到84 LEDs都有。在洛杉矶车展上,奔驰展示的2018C级汽车,这辆汽车安装的就是84 LED灯,其还搭载了Lumileds的LUXEON Neo解决方案。

为了提高灯光亮度,一些工程师正在探索电子显微镜设备(DMD),在该设备中几百万像素可以开或关。随着DMD设备的发展,新的应用也开始发展。

Vanderhaeghen表示,DMD设备可以看清楚道路上的障碍,甚至读懂路标。

Fratty表示,ADB设备所蕴含的技术还包括μAFS。

最近,德国联邦教育部发起了μAFS项目,并得到了全球LED照明大厂欧司朗、德国汽车制造商戴姆勒、德国与欧洲最大科技应用研究机构Fraunhofer、德国汽车零配件供应商海拉、德国半导体公司英飞凌的支持,这些公司和机构联合在一起,旨在发展新的创新LED芯片,来“让ADB朝着新的方向发展”。新的LED芯片包含1024个独立可控像素。

根据德国研究联盟(German research alliance)的报告:在目前的主动式转向头灯(adaptive headlights)中有几个LED部件,其他的电子部件也要求能够关闭或者打开光线片段。因为头灯的空间有限,电子部件的数量也是有限的。而通过μAFS项目开发的新方法,LED的电子激活部件已经能够融入到芯片中,这样一来,相同大小空间内的分辨率便会更高。

一年后,在μAFS项目的帮助下,欧司朗成功推出了世界上的第一个混合LED的原型Eviyos。欧司朗表示,这是高分辨率LED商用之路的巨大进步。今年9月,欧司朗在德国举行的国际汽车照明研讨会上展示了Eviyos原型。

欧司朗发言人表示,许多照明制造商都对Eviyos表示了他们的兴趣,并有意将该项技术与其他技术结合起来,来解决将来ADB的需求。

不过,她拒绝透露Eviyos的商用之路相关的信息。

同样在飞速发展的,是激光扫描。在问及新技术问世的时间表时,Vanderhaeghen表示,这些旨在提高分辨率、发展高端ADB的原型(比如DMD)将会在2019年前后问世。

不过,他表示激光扫描最早在2021年问世。同时,他相信LED矩阵将有可能覆盖最大的ADB市场份额,并成为主流技术。

Fratty说,虽然灯源技术非常重要,但其价值却存在于ADB模块中。现在,欧司朗、Lumileds和Everlight(台湾亿光电子)正在激烈竞争,大力发展ADB模块。

为什么ADB会在美国禁止?

那么,为什么ADB会在美国禁止?

Magney表示,美国联邦机动车安全表标准不允许ADB系统,但是允许光线开关系统(beam switching systems),该系统在如今的豪华车中非常常见。

不同于光线开关系统,ADB系统能够调整光线并屏蔽前方来车光线,并照亮道路的其他地方。而光线开关系统能够在低光和高光之间任意调节,并在屏蔽某些照亮区域。两个系统都要求汽车前方摄像头读懂并区分前方来车光线。

至于为什么美国相关部门对于ADB的接受过程如此漫长,Magney表示最大阻碍便是离散高和低光线的区分细节,车辆的安全和测试都是基于此。

虽然现在美国联邦还没讲ADB合法化,但Magney认为它们将在不久的将来更新FMVSS 108标准。

同时,Fratty表示欧洲和美国对于ADB的接受程度区别如此之大,另一个原因是二者在汽车照明市场的“商业地位”截然不同。欧洲在汽车照明市场上有多个巨头,但相比之下,美国在此行业的实力便逊色很多,它甚至落后于日本等亚洲国家。

照明影响汽车设计

Magney表示,ADB与汽车安全功能息息相关。Vanderhaeghen说,ADB中的LED需要随着摄像头呈现的图像做出开关反应,摄像头一收集到数据,相关机制便会对其进行编码和识别,之后数据便会传输到头灯系统中,最后才能转换成指令,让LED矩阵列做出开关的动作。因此,ADB与摄像头的联系也非常之大。

Magney也同意这一观点:没有摄像头和智能技术,智能头灯的功能便实现不了。

不过,如果摄像头(比如特斯拉的摄像头)要做的事情很多很复杂,那么你需要一个强大的连接装置来连接摄头和处理部件。Magney表示千兆比特多媒体系列连接(Gigabit Multimedia Serial Link ,简称GMSL)、FPD-Link和GB Ethernet都是很好的连接装置。




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