汽車照明燈具技術(shù)需求及發(fā)展趨勢(shì)
羅滔
中山大學(xué)佛山研究院副院長
《2018阿拉丁照明產(chǎn)業(yè)調(diào)研白皮書》汽車照明 顧問
1)LED技術(shù)的快速推廣
LED光源與傳統(tǒng)光源相比，具備了諸多性能優(yōu)點(diǎn)，壽命長、響應(yīng)快、光效高、節(jié)能環(huán)保，外加LED體積小，易造型，有助于燈具造型的靈活設(shè)計(jì)，這些都造就了LED光源的競爭力。
其次，國家對(duì)LED產(chǎn)業(yè)的大力度扶持，孕育了LED技術(shù)應(yīng)用的良性生態(tài)?？傊?，LED成本侵蝕、性能優(yōu)化、LED模塊標(biāo)準(zhǔn)化、驅(qū)動(dòng)成本下降、車用LED需求增加，都加速催化了LED 技術(shù)的應(yīng)用和推廣。據(jù)某公司新開發(fā)項(xiàng)目的統(tǒng)計(jì)，LED光源占比已達(dá)90% 以上，即未來兩至三年后上市的車型，幾乎所有車型都將使用LED光源。
值得一提的是，新能源汽車的發(fā)展推動(dòng)了LED車燈的應(yīng)用，不僅加快了LED車用照明的普及，同時(shí)為LED在整車上的應(yīng)用創(chuàng)造了更多可能。
由于新能源汽車對(duì)續(xù)航里程的需求，除了提升電池性能外，還需要在各環(huán)節(jié)降低能量消耗，LED的發(fā)光效率高，能耗僅是傳統(tǒng)鹵素?zé)舻?0%左右。例如，比亞迪整車燈具，光源全部由燈泡更換為LED光源，單車大約可以節(jié)約250W的能耗，以比亞迪E6為例，大約能節(jié)約 3%~~5%的電量，所以新能源汽車對(duì)LED車用照明的需求十分強(qiáng)烈。
此外，LED技術(shù)在新能源汽車上可以實(shí)現(xiàn)更多的應(yīng)用。新能源車由于能耗問題一般設(shè)計(jì)的比較輕巧，而LED發(fā)光集中、光源小，更能滿足新能源車對(duì)小巧車燈的需要。
2)造型個(gè)性化與成本平衡
兼顧個(gè)性化的同時(shí)，發(fā)展基于多樣化的標(biāo)準(zhǔn)模組、驅(qū)動(dòng)模塊平臺(tái)件，并配以合適的散熱設(shè)計(jì)，確保零件盡可能多地復(fù)用，有利于縮短開發(fā)周期，降低開發(fā)費(fèi)用，最終取得成本優(yōu)勢(shì)。
3)儀式感塑造
隨著LED光源技術(shù)、電子驅(qū)動(dòng)技術(shù)、傳感器技術(shù)、及 軟件技術(shù)的結(jié)合，儀式感塑造將從單一燈光模式，向聲、光、電一體的融合模式進(jìn)化，會(huì)越來越多地體現(xiàn)在將來的產(chǎn)品上。因此，我們也會(huì)看到未來汽車燈光將變得越來越“個(gè)性”、“感性”、“靈性”。
4)標(biāo)準(zhǔn)軟硬件架構(gòu)加軟件個(gè)性化定制
今后，燈具設(shè)計(jì)會(huì)往個(gè)性化、智能化、場景化趨勢(shì)發(fā)展，燈光控制將愈加多樣復(fù)雜，甚至需車輛總線(CAn、LIn)的介入。再者，新車型上市周期縮減，車型平臺(tái)的更新加快，功能推陳出新頻繁，燈控模塊需標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，采用標(biāo)準(zhǔn)化軟硬件架構(gòu)，隔離應(yīng)用軟件與底層及硬件，擺脫 ECU軟件開發(fā)驗(yàn)證對(duì)硬件系統(tǒng)的依賴，為客戶提供一個(gè)具有高度動(dòng)態(tài)性和靈活性的平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制和快速迭代，滿足功能復(fù)雜、規(guī)范化要求高的項(xiàng)目需求，縮減了開發(fā)周期，降低了開發(fā)成本和風(fēng)險(xiǎn)。
LED汽車照明燈具光學(xué)技術(shù)現(xiàn)狀分析
概況
隨著LED照明應(yīng)用的深入，LED已經(jīng)進(jìn)入了絕大多數(shù)照明應(yīng)用領(lǐng)域，也包括汽車照明。和所有的照明系統(tǒng)一樣，汽車照明也包括光學(xué)、電子控制、驅(qū)動(dòng)、散熱和外形結(jié)構(gòu)等部分。其中，光學(xué)設(shè)計(jì)決定了形成汽車照明特殊的光斑形狀 和光色分布，是整個(gè)燈具中最精密的部分，也是設(shè)計(jì)自由度相對(duì)最大的部分。因此，光學(xué)技術(shù)是針對(duì)LED車燈的技術(shù)布局中最重要的一個(gè)部分。
研究LED車燈光學(xué)技術(shù)的現(xiàn)狀，最好的途徑是從分析比對(duì)LED車燈專利入手。因此，編者調(diào)研了截止2014年國內(nèi)申請(qǐng)的LED光學(xué)專利，共找到符合LED照明用光學(xué)系統(tǒng)相關(guān)的專利共計(jì)6503件，僅車燈專利就有841件，占我國申請(qǐng)專利數(shù)量的12.93%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他單一照明領(lǐng)域的專利數(shù)量。由此可見，在光學(xué)設(shè)計(jì)研發(fā)成果中，LED車燈的研發(fā)成果是最豐富的。形成 LED 汽車照明如此重視光學(xué)開發(fā)的原因，包括以下幾點(diǎn):
1)、汽車照明燈具類別多，外觀形態(tài)豐富，為光學(xué)設(shè)計(jì)提供了巨大的發(fā)揮空間。
2)、汽車照明技術(shù)要求特殊，需要獨(dú)特的光學(xué)設(shè)計(jì)。
3)、汽車照明利潤空間大，集合了最強(qiáng)大的光學(xué)設(shè)計(jì)開發(fā)能力。在LED汽車照明光學(xué)專利，前照燈的專利數(shù)量 超過了一半。此外，由于汽車前照燈的技術(shù)要求明確，設(shè)計(jì)雖然有相當(dāng)自由度但放置燈頭的空間大體相當(dāng)，便于橫向比對(duì)和總結(jié)汽車用照明光學(xué)系統(tǒng)發(fā)展脈絡(luò)。因此，本白皮書針對(duì)光學(xué)技術(shù)的分析將集中在汽車前照燈展開。
前照燈照明規(guī)范光學(xué)性能對(duì)光學(xué)設(shè)計(jì)的要求
現(xiàn)存的汽車前照燈的主要標(biāo)準(zhǔn)體系有：中國GB標(biāo)準(zhǔn)、歐盟ECE法規(guī)、美國SAE標(biāo)準(zhǔn)、澳大利亞ADR設(shè)計(jì)規(guī)則等。
其中，歐洲ECE標(biāo)準(zhǔn)中近光燈配光要求規(guī)定了四個(gè)照明區(qū)域，相應(yīng)的測試點(diǎn)如圖1所示。該圖中同時(shí)標(biāo)定了路面不同遠(yuǎn)近位置在垂直接收測試面的映射位置。從標(biāo)準(zhǔn)可知，主要規(guī)定了9 個(gè)測試點(diǎn)的光度要求;遠(yuǎn)光燈相對(duì)簡單，要求遠(yuǎn)光燈具有足夠大的發(fā)光強(qiáng)度和足夠?qū)挼恼彰鞣秶?，遠(yuǎn)光光束中心(最大照度點(diǎn))與中心點(diǎn)的比值大于80%，并設(shè)置了5個(gè)測試控制點(diǎn)。
對(duì)于近光燈的照明規(guī)范來說，參考圖3.10描述的汽車照明路面模擬示意圖，詳細(xì)說明了ECE 歐標(biāo)中規(guī)定的四個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)的實(shí)際照明情況。B50L稱作防眩點(diǎn), 距前照燈50m處迎面而來的車輛駕駛員眼睛的位置，為了降低對(duì)面車輛的眩光，設(shè)計(jì)中希望這個(gè)點(diǎn)的照度越低越好;50R、75R分別代表本車右邊距前照燈50米、75米處路邊的照度值，希望能夠獲得足夠的照度;25L及25R分別表示燈具前方25米處的道路的左、右路邊的照度值，同樣需要一定的照度從而能夠讓駕駛員的視野更開闊;III區(qū)，又稱為防眩區(qū)，表明車燈的眩目情況，一般需要控制在較精準(zhǔn)的范圍內(nèi)，需要照度很低;IV區(qū)為過渡區(qū)，表示汽車在25米至50米范圍內(nèi)車道全寬的照明情況，需要獲得盡量高的照度水平;I區(qū)稱作近距離照明區(qū)，表示距車前25米以內(nèi)的道路照明情況，在標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定得較寬松，但在實(shí)際使用的過程中都希望在距離車更近的位置開始獲得較好的照明。
現(xiàn)有前照車燈主流技術(shù)路線及解決方案總結(jié)分析
1)透鏡方案
包括單一透鏡方案及透鏡加切光結(jié)構(gòu)、多透鏡方案。
在單一透鏡方案包括cn201310095626.0和cn200910210810.9，需要在透鏡出射面及透鏡的本體結(jié)構(gòu)上設(shè)置特殊結(jié)構(gòu)，用于形成截止線。這種方案的透鏡本體一定需要具有特殊結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)截止線光斑。
透鏡加截止線切光結(jié)構(gòu)方案(cn200510105013.6、cn201210582683.7與 cn201180067832.X) 中，需要額外添加一個(gè)用于切光的結(jié)構(gòu)，而透鏡本身有全反射透鏡、菲涅爾透鏡或雙折射透鏡構(gòu)成，形成一定準(zhǔn)直特性又具備一定擴(kuò)展的光束;截止線則由截止切光結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。
2) 反射器加擋片方案
包括 201220416425.7，201320540267.0 通過反射器的自由曲面設(shè)計(jì)將光線分布在偏光角度范圍，并根據(jù)擋片切出截止線的形狀。
3)反射器加透鏡
在近光光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案中，反射器加透鏡是主流技術(shù)路線。其中，部分方案會(huì)添加切光裝置實(shí)現(xiàn)近光照明截止線; 也有方案(如cn201310330109.7)通過反射器準(zhǔn)直，讓透鏡的自由曲面微結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)截止線。
LED遠(yuǎn)光照明解決方案，本質(zhì)上是一個(gè)小角度匯聚方案基礎(chǔ)上進(jìn)行光斑略微整形的設(shè)計(jì)需求。大多數(shù)遠(yuǎn)光光學(xué)設(shè)計(jì)都是需要首先滿足高匯聚準(zhǔn)直設(shè)計(jì)需求，同時(shí)要抑制雜散光和眩光，最后需要有一點(diǎn)光斑彌散控制。基于此要求，LED遠(yuǎn)光照明設(shè)計(jì)思路主要包括以下:
1)透鏡
使用透鏡的方案，包括TIR透鏡、雙折射透鏡、菲涅爾薄型透鏡，透鏡組合。從應(yīng)用廣泛性來看，雙折射和透鏡組合的透鏡方案應(yīng)用還是最多的。
2)反射器
形成遠(yuǎn)光的單一反射器基本都是基于旋轉(zhuǎn)拋物面或者 旋轉(zhuǎn)拋物線的曲面加上微小調(diào)整實(shí)現(xiàn)的。反射器具有光色一致性好、準(zhǔn)直能力強(qiáng)的特點(diǎn)，但需要通過設(shè)計(jì)的考慮控制更多光線，減少反射器的厚度;
3)透鏡+反射器方案
透鏡和反射器結(jié)合使用，可以最大程度降低眩光和不可控雜散光，同時(shí)提高光學(xué)效率和最大光強(qiáng)，從而實(shí)現(xiàn)最佳性能。當(dāng)然，這樣的方案系統(tǒng)也是對(duì)系統(tǒng)匹配精度、冗余度要求最高的方案。
遠(yuǎn)近光一體的光學(xué)解決方案，主要包括以下技術(shù)路線: 透鏡，反射器組合和透鏡+反射器組合。
單一透鏡實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)近光一體的方案較少，專利cn201010186802.8和cn201310099299.6均通過復(fù)雜的自由曲面設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)近光一體的光斑。反射器組合和透鏡+反射組合都有很多應(yīng)用。透鏡+反射器組合的技術(shù)方案，可以在很緊湊的空間范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)近光的切換，是目前二級(jí)市場用量最廣的技術(shù)方案。由于光學(xué)器件占用空間小，可以節(jié)省更多空間性給進(jìn)行裝飾作用的日行燈或其他裝飾結(jié)構(gòu)，增加燈具的美感。
最早該技術(shù)在專利cn200710149692.6中記錄。進(jìn)一步，這種技術(shù)路線通過設(shè)置上下兩個(gè)光源，分別實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)光和近光，如專利cn201210291632.9可以在相同直徑范圍避免使用彈片實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)近光切換，但需要交替點(diǎn)亮兩個(gè)光源。
未來LED前照燈光學(xué)設(shè)計(jì)趨勢(shì)展望
隨著人性化駕駛趨勢(shì)的發(fā)展，LED前照燈照明也向著智能化的方向演進(jìn)。其中，作為自動(dòng)駕駛技術(shù)的重要組成部分，自適應(yīng)駕駛技術(shù)(ADB)必然成為未來LED車燈照明的主要發(fā)展方向。適應(yīng)ADB 技術(shù)的汽車照明光學(xué)方案中，矩陣式照明和電子控制遮擋片技術(shù)都是可采用的技術(shù)路線。
矩陣式照明，能夠最大程度利用LED發(fā)光面小的優(yōu)勢(shì)，通過很小的口徑實(shí)現(xiàn)一個(gè)局部區(qū)域的精準(zhǔn)照明，從而大大增加控制的靈活性。代表應(yīng)用是奧迪A8矩陣式LED汽車前大燈，能夠?qū)崿F(xiàn)分區(qū)域、分模塊照明，更加安全人性化(如圖3.11)
(a)對(duì)面來車的自適應(yīng)光斑變化;(b)同向會(huì)車的自適應(yīng)光斑變化
圖 3.11 奧迪矩陣式前照燈
傳統(tǒng)的汽車頭燈的設(shè)計(jì)方式，是以平滑拋物面所構(gòu)成的反射效果，再搭配上花紋透明燈殼，將光源集中置于拋物面的焦距，以便形成平行光束，再經(jīng)過小凸透鏡而形 成雕塑光源。目前兩大主要汽車頭燈應(yīng)用分為多重反射鏡面車燈(Multi-Re-flector;MR) 與投射式汽車頭燈 (Projection system)。
實(shí)際上，車燈的技術(shù)路線選擇雖然豐富，但考慮性價(jià)比和工藝可行性，真正實(shí)用的技術(shù)方案也較為有限。比如雙光透鏡(透鏡+反射器)的遠(yuǎn)近光一體光學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用就非常廣，但真正擁有其專利權(quán)的還是日本歐洲美國企業(yè)。相對(duì) 于其他技術(shù)路線，矩陣式技術(shù)方案在方案的選擇面上更小，因此國外企業(yè)的專利壁壘會(huì)更高，因此我國光學(xué)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)和汽車照明企業(yè)都需要特別注意的相關(guān)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)與規(guī)避。
LED汽車照明燈具控制技術(shù)現(xiàn)狀分析
牛萍娟
天津工業(yè)大學(xué)大功率半導(dǎo)體照明應(yīng)用系統(tǒng)教育部工程研究中心、天津市半導(dǎo)體照明技術(shù)工程中心主任，教授，博導(dǎo)
《2018阿拉丁照明產(chǎn)業(yè)調(diào)研白皮書》汽車照明 顧問
目前主流的車燈控制技術(shù)
1)前照燈自適應(yīng)控制技術(shù)
前照燈隨動(dòng)調(diào)節(jié)
汽車控制系統(tǒng)通過光照強(qiáng)度傳感器能夠檢測車輛外部的環(huán)境亮度，當(dāng)環(huán)境亮度低于規(guī)定值時(shí)汽車控制系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)開啟前照大燈。汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，通過轉(zhuǎn)角傳感器測量出汽車轉(zhuǎn)彎的角度，使用橫擺角速度傳感器測量出汽車的橫擺角速度，利用車速傳感器測量出當(dāng)前汽車的行駛速度，以及采用加速度計(jì)傳感器獲取車身高度 (車輛質(zhì)心) 和車燈轉(zhuǎn)角傳感器獲取車燈轉(zhuǎn)角等變化信息。
矩陣式LED光束調(diào)節(jié)
前照燈隨動(dòng)調(diào)節(jié)在實(shí)際應(yīng)用中卻存在著操縱性差和車燈轉(zhuǎn)角滯后等問題。操縱性差表現(xiàn)為行駛過程中車燈會(huì)抖動(dòng)，車燈轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)精度不高，轉(zhuǎn)角容易出現(xiàn)超調(diào)等情況;車燈轉(zhuǎn)角滯后體現(xiàn)在車燈轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)滯后于駕駛員所期望的轉(zhuǎn)角。為了解決上述問題，研究人員引進(jìn)了CCD 圖像傳感器技術(shù)和矩陣式LED大燈技術(shù)。
2)防炫目技術(shù)
汽車檢測和跟蹤
汽車檢測系統(tǒng)通常由圖像采集模塊、車輛檢測模塊和車輛跟蹤模塊等組成。汽車檢測是整個(gè)車輛識(shí)別好人跟蹤過程的基礎(chǔ)部分，后期進(jìn)行的汽車運(yùn)動(dòng)估計(jì)和汽車跟蹤的實(shí)現(xiàn)都需要建立在正確、可靠的車輛檢測之上。汽車控制系統(tǒng)可以依據(jù)需求實(shí)時(shí)的對(duì)前方車輛進(jìn)行檢測、識(shí)別和跟蹤，并通過相應(yīng)的光束調(diào)節(jié)，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)防炫目功能。
防炫目光束調(diào)節(jié)
矩陣式LED大燈控制系統(tǒng)能夠通過車輛檢測系統(tǒng)，感知和跟蹤到800米距離內(nèi)的其它車輛;當(dāng)檢測到汽車前方或?qū)ο蜍嚨烙熊囕v和行人時(shí)，大燈控制系統(tǒng)會(huì)實(shí)時(shí)檢測跟蹤目標(biāo)車輛，并關(guān)閉相應(yīng)位置的LED單體，同時(shí)，其他LED單體繼續(xù)保持照明。
3)輔助駕駛技術(shù)
輔助駕駛的主要內(nèi)容
首先是信息搜集：不同的系統(tǒng)需要由不同類型的車用傳感器，包含毫米波雷達(dá)、超聲波雷達(dá)、紅外雷達(dá)、激光雷達(dá)、CCD CMOS影像傳感器及輪速傳感器等，來收集整車的工作狀態(tài)及其參數(shù)變化情形，并將不斷變化的機(jī)械運(yùn)動(dòng)變成電子參數(shù) (電壓、電阻及電流)。
其次是信息分析與指令下達(dá)：電子控制單元 (ECU)會(huì)在針對(duì)傳感器所收集到的信息進(jìn)行分析處理，然后再向控制的執(zhí)行裝置下達(dá)作棟指令。
最后則是執(zhí)行動(dòng)作：包含油門、剎車、燈光、聲響等系統(tǒng)都是屬于執(zhí)行器的范疇內(nèi)，會(huì)依據(jù) ECU輸出的訊號(hào)，來執(zhí)行各種反應(yīng)動(dòng)作，讓汽車安全行駛于道路上。
紅外熱成像原理
紅外熱成像是基于紅外熱成像原理，通過紅外探測器，將夜間汽車前方道路上的目標(biāo)與背景相應(yīng)的轉(zhuǎn)化為圖像坐標(biāo)系中的信息，此時(shí)的圖像為灰度圖像，由灰度值的大小反映視覺場中的信息。
根據(jù)上述原理設(shè)計(jì)的車載紅外夜視儀，能夠根據(jù)熱成像技術(shù)獲得同一時(shí)間和空間的目標(biāo)，以及背景在圖像坐標(biāo)系中的相對(duì)位置，并通過檢測與識(shí)別技術(shù)對(duì)道路中的行人和動(dòng)物進(jìn)行識(shí)別。
行人提醒實(shí)現(xiàn)
當(dāng)車載紅外夜視儀檢測到車輛前方有行人或動(dòng)物將要進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域時(shí)，夜視輔助駕駛系統(tǒng)會(huì)在顯示屏上標(biāo)注相應(yīng)的目標(biāo)及向駕駛員發(fā)出警報(bào)(圖3.11)。
4)動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)向燈技術(shù)
動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)向燈就像流水燈一樣，當(dāng)駕駛員開啟轉(zhuǎn)向燈時(shí)，排列在轉(zhuǎn)向燈帶上的多個(gè)LED單體會(huì)依次亮起，形成一種與“眨眼”方式相同的動(dòng)態(tài)漸變效果，雖然這種轉(zhuǎn)向燈對(duì)安全性而言并無太多實(shí)質(zhì)意義，但在漆黑的夜晚中，這種獨(dú)具一格的變換方式使其識(shí)別度更高，對(duì)追求個(gè)性的人來說，可是有著不小的吸引力(如圖 3.12)。
5)水坑燈技術(shù)
水坑燈技術(shù)是為了更好的保障人們出行安全，汽車安全技術(shù)也是廠商研發(fā)的重點(diǎn)。在夜間行駛燈光技術(shù)的研發(fā)方面，研究員研發(fā)了一種頗為新穎的“水坑燈”。在夜間，當(dāng)車門打開時(shí)位于車輛外面的后視鏡處安裝的水坑燈就會(huì)亮起，它可以將燈光投射到車門旁邊的地面上，照亮汽車周邊的路面(如圖3.13)，從而防止駕駛員和乘客在下車時(shí)陷入水坑或發(fā)生其它潛在的危險(xiǎn)。
6)窄路照明技術(shù)
當(dāng)汽車行駛在施工路段或狹窄的道路時(shí)，它能夠讓左右大燈投射出兩條約15米長的光束，兩條光束的間距與車身寬度一致，從而能夠幫助駕駛員更容易的通過那些施工區(qū)域或其它狹窄路段，該項(xiàng)技術(shù)對(duì)于剛拿到駕駛證不久的新手來說是非常有幫助的(如圖 3.14)。
車燈控制技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì)
1)矩陣式激光大燈技術(shù)
空間光調(diào)制
DMD 技術(shù) (Digital Micromirror Device) 是一種通過數(shù)字電壓信號(hào)控制微型反射鏡來執(zhí)行機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)光學(xué)控制的裝置。其核心部分由數(shù)百萬個(gè)微型反射鏡組成，鏡面為鋁制，邊長達(dá)到數(shù)百分之一毫米，每一個(gè)都可以進(jìn)行單獨(dú)尋址操作，通過靜電場的作用，微型反射鏡每秒鐘能夠翻轉(zhuǎn)多達(dá)5,000次。
矩陣式激光大燈
激光大燈是采用激光二極管作為光源的汽車前照大燈。激光大燈具有響應(yīng)速度快、發(fā)光效率高、亮度衰減低、體積小、和能耗低等優(yōu)點(diǎn);和LED大燈相比，在體積方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
當(dāng)車載的雷達(dá)或紅外攝像機(jī)等探測器檢測到汽車前方有其他汽車或行人出現(xiàn)時(shí)，矩陣式激光大燈能夠使光束避開前方車輛，以免造成其他駕駛員或行人產(chǎn)生炫目的情況。矩陣式激光大燈使用空間光調(diào)制技術(shù)，成功的解決了激光大燈 發(fā)散性比較差和光束覆蓋的角度比較窄等缺點(diǎn)，令汽車激光前照大燈成為了可能。
2)數(shù)字“投影儀”前大燈技術(shù)
智能“像素”光束調(diào)制
目前使用的自適應(yīng)照明系的統(tǒng)安裝受到空間限制，進(jìn)而影響了其效性的充分發(fā)揮。例如，當(dāng)傳感器檢測到其他駕駛員及行人時(shí)，它們就會(huì)讓前照大燈LED陣列內(nèi)的相應(yīng)的LED單體變暗淡或關(guān)閉。
為了解決上述問題，研究人員研發(fā)了一款新型的智能像素前大燈(圖3.16)，它可以更加精確地塑造和控制發(fā)射的光束。
數(shù)字前大燈
數(shù)字前大燈系統(tǒng)中采用的智能“像素”式光束調(diào)制技術(shù)被稱作數(shù)字大燈，數(shù)字大燈中安裝有數(shù)百萬的微鏡。數(shù)字大燈利用攝像頭和雷達(dá)采集環(huán)境信息，通過相應(yīng)的算法，可以識(shí)別出其他駕駛員及行人，并按照不同的交通情況調(diào)整光束分配。
3)可編程LED車頭燈技術(shù)
卡內(nèi)基梅隆大學(xué)著名的機(jī)器人研究所宣布，其研究人員正在研發(fā)一種由攝像機(jī)、處理器、空間光調(diào)制器和分束器組成的全新可編程智能LED車頭燈(圖3.17)。可編程的智能LED車頭燈可以通過攝像機(jī)檢測、識(shí)別和追蹤所有迎面而來的其他駕駛員，并遮擋住可能造成對(duì)向駕駛員及行炫目的少部分光線。
基于傳感器融合的目標(biāo)識(shí)別技術(shù)
基于其它傳感器的目標(biāo)識(shí)別有基于激光雷達(dá)和紅外相機(jī)的方法?；诩す饫走_(dá)的目標(biāo)識(shí)別主要分為兩類，一類不考慮物體的三維形狀只根據(jù)物體的中心對(duì)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤。如只提取物體的中心表示被測物體，通過分析行人走路的頻率和幅度對(duì)行人進(jìn)行識(shí)別。另一類算法根據(jù)物體的三維點(diǎn)云信息進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別，如利用被測物體表面的點(diǎn)云和被測物的三維點(diǎn)云做對(duì)比，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別。
控制技術(shù)
決定智能車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。電腦邏輯控制目前一般采用比較先進(jìn)的微處理器進(jìn)行邏輯處理、簡單運(yùn)算和控制執(zhí)行等功能。而車燈智能控制系統(tǒng)一般作為整車的控制系統(tǒng)的一個(gè)子功能模塊存在。
結(jié)語
汽車照明系統(tǒng)正經(jīng)歷著非常重大的變革，不但氣體放電光源得到了更加廣泛的應(yīng)用、新型 LED光源得到了不斷普及和激光光源也初見雛形，而且汽車照明系統(tǒng)也變得更加的智能化，并且智能化的范圍在不斷延伸和擴(kuò)大。
隨著人類高新技術(shù)在汽車照明領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，汽車照明控制技術(shù)將不斷向節(jié)能化、智能化、信息化、人性化、藝術(shù)化和個(gè)性化方向發(fā)展。智能化控制在汽車照明中占據(jù)著重要地位，也是必不可少的一部分，將越來越受到人們的青睞。
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