接近黃昏的時(shí)候開始下雨了,道路上的車輛、行人逐漸和四周的景物融為一體。隨著自然光的逐漸減弱,路面越發(fā)的模糊起來。路上的車輛開始紛紛打開大燈,雖然這樣做是徒勞的。微弱的燈光在射出大燈的一剎那就已經(jīng)和淹沒在四周的環(huán)境里,此時(shí)打開大燈莫非就是給對面的來車一個(gè)提示罷了。一直等到天完全的黑了下去,大燈才能夠在完全漆黑的環(huán)境中發(fā)出令人欣喜的光芒。
路上的車燈開始變得星星點(diǎn)點(diǎn),這個(gè)時(shí)候,對面車道中突然刺來了一道耀眼的光芒,耀眼的足以瞬間致盲——對面的司機(jī)忘記關(guān)閉遠(yuǎn)光了。接下來我們會這樣做,放慢車速,先看一下自己的遠(yuǎn)光有沒有關(guān)閉,如果關(guān)閉了的話我們會迅速打開遠(yuǎn)光,對刺一下。如果這個(gè)時(shí)候?qū)Ψ揭琅f不為所動,那么遠(yuǎn)光燈就會伴隨著整個(gè)會車的過程……
所以,我們需要智能化的遠(yuǎn)光燈。
發(fā)展:從機(jī)械式走向電控式
智能化遠(yuǎn)光燈最早在2004年開始批量投產(chǎn),準(zhǔn)確點(diǎn)說應(yīng)該叫做是基于攝像系統(tǒng)的大燈輔助技術(shù)。最初的智能化遠(yuǎn)光燈是這么工作的,當(dāng)光線足夠暗并且附近沒有其他行駛車輛的燈光時(shí),系統(tǒng)自動開啟遠(yuǎn)光燈。當(dāng)系統(tǒng)檢測到對面車道的前照燈以及同車道的尾燈時(shí),系統(tǒng)自動將遠(yuǎn)光燈轉(zhuǎn)變?yōu)榻鉄簟?/p>
隨著硬件設(shè)施的逐漸發(fā)展完善,智能化遠(yuǎn)光燈系統(tǒng)省去了燈光變換的過程,遠(yuǎn)光燈可以保持在常開的狀態(tài)。通過新一代車燈硬件的配合,智能化遠(yuǎn)光燈可以將大燈的照射區(qū)域固定在對面來車或者前方車輛周圍的區(qū)域,也就是把對面來車或前方車輛放置在大燈專門設(shè)立的陰影區(qū)內(nèi),形成一個(gè)無眩光的環(huán)境。
近年來,LED光源大有取代氙氣大燈的趨勢,在LED光源的加持下,智能化遠(yuǎn)光燈又進(jìn)一步升級,不再需要專門的機(jī)械結(jié)構(gòu)支持,而是通過關(guān)閉局部LED光源實(shí)現(xiàn)無眩光的環(huán)境,光源的轉(zhuǎn)換也更加柔性。
前不久,卡內(nèi)基梅隆大學(xué)機(jī)器人技術(shù)研究所公布了其所正在研發(fā)的一種智能遠(yuǎn)光燈。它使用數(shù)字光處理(DLP)探照燈以取代標(biāo)準(zhǔn)的車頭燈或者LED群。燈光被分散成100萬束小光線,每一束光都可以通過機(jī)載計(jì)算機(jī)獨(dú)立控制,以此來達(dá)到控制遠(yuǎn)光燈對對面司機(jī)的眼睛、雨雪天氣造成本方司機(jī)炫目的核心問題。
從以上的發(fā)展歷程我們就能夠看到,智能遠(yuǎn)光燈的根本,是防止給對面司機(jī)造成眩光,而經(jīng)歷了最原始而簡單的遠(yuǎn)近光燈的切換之后,智能化已經(jīng)開始從機(jī)械式向電控式發(fā)展。
結(jié)構(gòu):各種智能是怎么工作的
正如其命名一樣,智能化遠(yuǎn)光燈是基于攝像系統(tǒng)的大燈輔助技術(shù)。那么,攝像系統(tǒng)就是整套系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。通過整合在內(nèi)后視鏡上或者是直接固定于擋風(fēng)玻璃上的攝像頭采集路面信息,然后經(jīng)過內(nèi)置的邏輯運(yùn)算程序?qū)崿F(xiàn)對光照的識別并自動實(shí)現(xiàn)對光源的控制。
目前的機(jī)械式智能遠(yuǎn)光燈,是在大燈光源的前方增加一塊梯形的小擋板,通過小擋板的升降,在光源的照射區(qū)域內(nèi)形成一個(gè)小的陰影。這個(gè)原理和手影游戲非常相似。攝像頭在這個(gè)過程中的作用就在于采集對面車輛或者前方車輛的相對位置以及運(yùn)動速度及其他需要信息,處理器根據(jù)這些信息計(jì)算車輛位置,然后通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)對擋板的位置進(jìn)行固定和調(diào)整。這個(gè)技術(shù)現(xiàn)在在不少歐系高端車型上已經(jīng)有所搭載,比如途觀的DLA智能遠(yuǎn)光燈、沃爾沃的FAHB全智能主動式遠(yuǎn)光燈等等。
不久前,在千葉市幕張Messe會展中心舉行的“CEATEC JAPAN 2014”上,日本斯坦利電氣公司展示了一套基于LED光源打造而來的智能遠(yuǎn)光燈系統(tǒng),并命名為“AdaptiveDriving Beam”(ADB)。不同于機(jī)械式,ADB的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是通過關(guān)閉部分LED光源實(shí)現(xiàn)無眩光區(qū)域的構(gòu)成。
ADB的光源由12個(gè)LED芯片組成,這12個(gè)LED芯片分成四個(gè)區(qū)域,四個(gè)區(qū)域燈光的開閉均為獨(dú)立控制。從而形成對前方車輛或?qū)ο蜍囕v所在的區(qū)域和方向的無眩光區(qū)域。左右燈的配光組合在一起,共可產(chǎn)生8種照射模式。
智能:關(guān)鍵在傳感器和控制邏輯
決定智能遠(yuǎn)光燈智能化高低的核心有兩點(diǎn),第一是采集信息的傳感器能否及時(shí)準(zhǔn)確的完成工作;第二是電腦控制邏輯的合理性。而這兩點(diǎn)中,最難突破的則是傳感器。無論是什么結(jié)構(gòu)的系統(tǒng),智能化遠(yuǎn)光燈都離不開攝像機(jī)的支持。換句話說,在這套系統(tǒng)里,攝像機(jī)是起到傳感器的作用。那么,傳感器千千萬,為什么要用攝像機(jī)呢?
在說到這個(gè)問題之前,先來確定下智能化遠(yuǎn)光燈需要采集的信息主要都有哪些。首先是車道信息,在這一點(diǎn)上,智能遠(yuǎn)光燈可以與車道保持系統(tǒng)共用探頭。其次是相對距離。第三是光強(qiáng)。由此可見,智能化遠(yuǎn)光燈的傳感器需要采集的主要是物像、探測距離以及感光。
目前智能化汽車輔助系統(tǒng)的傳感器類型一般分為激光雷達(dá)、普通雷達(dá)以及高分別率的視頻攝像機(jī)。激光雷達(dá)善于勾勒物體的外形,不過對于背景光線著實(shí)不敏感,更何況激光雷達(dá)價(jià)格非常高昂。普通雷達(dá)如果選好了頻率、波形以及信號接收器,那么在低能見度和光照條件下都可以正常工作。但是,普通的雷達(dá)又無法識別物體。所以,這么看來,攝像機(jī)是最好的選擇。
不過攝像機(jī)在距離探測方面是基于視差的距離信息,相比于雷達(dá)探測的精準(zhǔn)度要差上很多。但是,這個(gè)數(shù)據(jù)對于智能化遠(yuǎn)光燈而言已然是足夠。至于感光需求,攝像機(jī)中的CMOS傳感器原本就是干這個(gè)工作的。
車云小結(jié):
據(jù)統(tǒng)計(jì),每年超三成的夜間交通事故都是因?yàn)闉E用遠(yuǎn)光燈所造成的,而遠(yuǎn)光燈也成為了司機(jī)們斗氣耍狠的大殺器。如果智能遠(yuǎn)光燈技術(shù)得以普及,那將會極大程度上降低夜間交通事故率。
就目前來看,智能遠(yuǎn)光燈還只是豪車的專屬配置,攝像頭以及大燈內(nèi)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的成本一直只制約其難以普及的關(guān)鍵。不過隨著LED大燈的逐漸普及,通過對光源開閉進(jìn)行控制的方式簡化了執(zhí)行機(jī)構(gòu),成本有所降低。相信在不久的將來,這一技術(shù)將會得到更多的運(yùn)用。
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