先进光学感测技术协助实现汽车智慧表面
全球汽车智慧化已经成为主流趋势,越来越多智慧化功能得以实现。随着自动驾驶的发展,人们对智慧表面的需求正在逐渐增加,从根本上改变消费者和汽车的互动方式。...
全球汽车智慧化已经成为主流趋势,越来越多智慧化功能得以实现。随着自动驾驶的发展,人们对智慧表面的需求正在逐渐增加,从根本上改变消费者和汽车的互动方式。
智慧表面是面向未来的人机互动技术的关键组成部分,代表着未来汽车内饰发展的方向,不仅能够解决车载显示萤幕的大部分缺点,同时能增加更多智慧化的新功能,带来更高的设计自由度,从而更好提升用车体验,甚至提高安全性。智慧表面在汽车内饰中能够被广泛运用于中控台、车门、智慧门板装饰条、智慧方向盘、智慧玻璃、智慧照明、智慧天窗、室内门板等领域。
艾迈斯欧司朗以先进光学感测技术,赋能汽车智慧表面,透过方向盘离手检测(HoD)、3D驾驶员状态监测系统、车内感测红外LED、舱内感测VCSEL照明器等解决方案,打造智慧座舱交互体验,将照明、感测器和触觉结合到多功能体验中,实现「第三个生活空间」。
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电容感测技术:非接触的智慧表面应用
智慧表面越来越多採用非接触式,艾迈斯欧司朗可以将感测器配置在智慧表面的内部,当手靠近这些表面时,无需接触就能透过感测器检测到手势的变化,实现想要达到的效果。
艾迈斯欧司朗智慧表面的非接触感应採用电容感测技术,透过电容感测让汽车能够检测到驾驶员和乘客的触感资讯,简单高效。这项感测技术在车内的应用很广泛,比如车门的开关功能,车内环境光调节、音响效果调节、空调温度调节等。即便沒有直接的接触,但也可以确保很高的灵敏度,而且感测器对环境条件的要求非常低,在手部潮湿或佩戴了厚厚的手套的情况下,也不会影响手势的识別效果。
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传统电容选择以充放电的方式来实现,这使产品本身更容易受到环境和条件的限制,影响检测结果的准确性。艾迈斯欧司朗採用的是正交解码方式,将电容电阻完全分开,这是通讯领域的常用技术,艾迈斯欧司朗经过大量研究和积累使其在汽车内能够完美应用。这项技术可以和车内氛围灯很好的结合起来,比如艾迈斯欧司朗的RGBi系统,就可以实现对每一颗灯珠分別做亮度和颜色调节。
艾迈斯欧司朗电容感测器另一个非常成功的使用案例,就是方向盘的离手检测(HoD)。这个功能可以检测出驾驶员的双手握在方向盘上的状态,是双手还是单手操作,甚至是几根手指,或用膝盖顶着方向盘。电容电阻的分离式操作,使得方向盘离手检测同样不会受到环境条件的影响。
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目前很多法规都已经明确规定,至少Level 2以上的自动驾驶必须配置HoD功能,当它与车内的氛围灯结合时,就可以通过显示效果提供回馈资讯,提醒驾驶员更专注于驾驶。
这款电容感测产品在汽车中还有很多的应用范围,例如座舱内成员在位检测,乘客和驾驶员规范坐姿也是确保座舱安全的重要因素,而这些都可以透过电容感测的方式进行检测。又比如脚踏开关,即可以透过感测电路的变化开启后车厢;还包括液位检测,检测混合燃料中的乙醇含量。
MLA投影照明解决方案
艾迈斯欧司朗的MLA(Micro Lens Array)投影照明解决方案,为智慧表面人机互动提供更丰富的选择。
现在很多车型都希望能投射标志性信号,比如车辆logo或提示信号等。传统的实现方式是用投影片来做投影,而艾迈斯欧司朗则利用半导体工艺光学器械,通过小单元的投影叠加实现完整图片的投影。
目前MLA应用最多的是车外的迎宾光毯灯,比如BMW系列天使之翼地毯灯。另外,在脚踏板等的投射照明等方面也都有很好的应用案例。
艾迈斯欧斯朗的MLA产品是一个刻有图层的微型光学模组,非常适合小角度的投射。
很多小角度投射应用都面临焦距不一致的情况,这时投影片的使用往往很难确保不同焦距的投射都保持清晰。而MLA技术则可以确保各个距离下都能有很好的光照度和投射清晰度。
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艾迈斯欧司朗的MLA目前也实现了半动态的效果,也就是说把一个MLA单元切割成四个,投射不同图案,组成一个动画效果;并且可以透过每个区域採用不同的LED光源来实现色彩的动态变化效果。不管是车内还是车外,这都是一个很好的产品。
舱内感测
DMS系统,也就是驾驶员状态监控系统,同样成为智慧驾驶的重要部分。当前汽车法规也有规定部分车型需要具有驾驶员监测功能。DMS技术可以进行驾驶员状态识別,透过视缐追踪等方式来防止疲劳驾驶。另外,值得一提的是舱内占位检测功能,比如避免当父母作为驾驶在下车之后,孩子还留在车里等的情况。
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现在的方法是用红外光源加上图像感测器和演算法判別去检测车内是否有人员占位的状况。DMS系统透过摄像头捕捉车内人员状况,因此对光源的要求较高,但这个光源不能被人眼所见,以免影响视缐,所以艾迈斯欧司朗选用2D的近红外LED光源或3D的VCSEL光源对舱内情况进行补光,比如940奈米波长的光,装配在A柱、仪表盘、后视镜等位置,即可实现高效补光,而且不会伤害人眼。同时,艾迈斯欧司朗还提出另外一种方式,比如说车椅上安装了电容感测器,人在座位上就很容易判別出来。
舱内感测还有很多的应用,比如汽车行驶在不同场景下,会遇到白天太阳光直射环境,或者开到隧道里,此时可能需要对车内亮度环境做即时调整,如此就涉及到光感产品;还有自动雨刷应用、脚踢开关后车厢等,也可以透过光感方式来自动控制。
结语
艾迈斯欧司朗专注于安全驾驶、自动驾驶和智慧座舱等应用系统中红外零组件的研发,并在未来智慧座舱系统的重要三大发展方向—感知、理解与表达方面持续创新。