车灯,掀起一场“智能化革命”

于 2023-10-30 18:17:02 发布 517 阅读 1 评论

车灯,作为最基础简单的汽车功能存在,已经身处智能化浪潮之中。


“通俗来讲,我们的灯头,实现多功能显示的方式是搞‘加法’。相对来说,目前多数厂商主流的,单颗大尺寸LED发光芯片然后采用微镜器件进行遮挡实现的大灯投影功能,这类更接近‘减法’。”


上月末,在第九届上海国际汽车灯具展览会的间隙,拥有超百年历史的国际汽车照明设备巨头,FORVIA旗下的海拉(HELLA)召开了一场媒体展示会,向行业媒体展示其多项最新产品和技术,其中包括SSL|HD大灯、数字化FlatLight尾灯等。

▲ 在这个汽车产业百年未有之大变局时代,车灯也将成为变革的重要一环


对于笔者提出的,华为智能车载光解决方案与海拉的产品在技术上有何区别的问题,当时海拉的技术人员这样解释道。


早在2018年的日内瓦车展期间,戴姆勒-奔驰公司就通过其当时最新的S级轿车,展示了标志性的数字式大灯(DIGITAL LIGHT)技术,宣告了车灯智能化时代的到来。


当时奔驰展示的数字大灯,每个灯组配备四个光源,单个光源具备1024枚可以独立控制的微型LED发光芯片。因此,每辆采用数字大灯的奔驰车型均配备有1024×8=8192枚LED发光芯片。

▲ 2018年具备8192个光点的DIGITAL LIGHT,相对于十年前出现的矩阵大灯算是一种飞跃,但实际还可以做得更好


超过8000个可以独立控制的光点,意味着可以通过对单个LED芯片的开启与关闭,甚至是亮度控制,表现出非常丰富的光斑图像。这既是当今,汽车追求个性化的体现,也为困扰汽车百年的,人-车、车-车如何交流的问题,提供了全新的可能。


然而,正如上面说的“次世代标志性”那样,这是数字化大灯技术的一次尝试。


01

智能车灯的黎明


在过去的15年间,汽车大灯的发展爆发出了一次小规模的“技术大爆炸”。


如何让车灯变得更加安全、如何用车灯提高车辆行驶安全,成为了这次被限定于汽车照明系统内部的“大爆炸”主要趋势。


其中当然有机械系统方面的发展,比如在世纪初属于高端车型专属功能,但目前已经“滥大街”的大灯自适应功能等等。但更多的,则是光源方面的快速升级淘汰。

▲ 曾经统治全球汽车照明超过半个世纪的卤素车灯,具有价格低廉、简单的结构和较好的穿透性等优点,但在新一代光源面前,它实在有点不够看的


曾经统治汽车照明系统近半个世纪之久的卤素灯,迅速在氙气大灯、LED大灯,乃至于激光大灯飞速迭代中,被归入了历史的前程往事。


因为各种原因,激光大灯未能得到有效普及,但基于发光芯片的LED大灯,随着发光芯片产业的成熟和扩大,逐渐发展成了主流。而在此基础之上,出现了名为矩阵式大灯的新产品。


矩阵大灯,全称为矩阵式LED大灯。从构造上,矩阵大灯是将原本灯组中单一的远/近灯组LED光源,拆分成多个包含数个独立的LED光源的照明分区,每个分区包含若干个LED灯珠。

▲ 一款典型的矩阵式大灯——没错,它是著名的“灯厂”(奥迪)出品


如此布置的好处在于,通过大灯的控制面板,各照明分区可根据需要单独点亮,并且划分区域进行光束的精确照射。


这般设计的意义在于,如果结合车载传感器对周围环境的感知和判断,可有效改善车灯的安全性。


举个最典型的例子说明一下:


在夜间于照明差的道路上跟车时,配备了矩阵大灯的车辆可以较为自由地使用远光功能而无须担心危害前车——系统可根据判定的前车相对位置,熄灭矩阵中部分分区的灯珠,将己方车灯投射出去的光束“挖去”一块。如此这般,就可以有效避免在前车驾驶员观察后视镜时对其造成眩目。

而若此时前方对向车道也刚好有汽车迎面驶来,则系统在识别出来车后,可以进一步熄灭对应区间的灯组,避免对来车司机进行炫目。


实际上,矩阵化的大灯组,通过联动车载传感器,还可以在过桥、过弯、遭遇行人等多种情况下,进行更加精细化地自适应操作。


甚至若能够结合车载定位系统与电子地图,你的车灯甚至能够对行驶操作进行预判——通过多弯路面时,灯组可根据系统提前规划工作模式,提前照亮转向位置的道路。

毫无疑问,矩阵大灯是一种对夜间行车有着非常积极意义的设备,该设备的出现某种程度上也可以被视为车灯进入智能化时代的体现。


但矩阵大灯,实际上只是一种过渡性的早期产品。受制于LED灯珠的数量,其功能被限制在了夜间照明安全的提升之上。但实际上,新一代车灯不但能干得更好,还能提供诸多以往无法想象的功能。


02

海拉的智能车灯产品


作为全球车载照明产业最资深的品牌,拥有超过百年历史海拉很早就开始了矩阵大灯技术的研发。


在2022年,海拉正式向市场上推出了新一代的高像素LED照明装置SSL|HD(Solid State Lighting | High Definition),其直译为“高分辨率固态照明”。


相较于4年前早期产品,海拉的SSL|HD将单个灯头的分辨率提升了一个数量级不止,可独立控制的LED发光芯片数量,为15000个。而到了2023年,新款的SSL|HD,又这个数字进一步提高到了25000规模。

▲ 单个海拉SSL|HD实物照片


四个灯头,也就意味着单个灯组实现了10万的等效像素。而两个前大灯组合计20万解析度,已经能够表达出非常复杂的图形与画面了。


实际上,在当天的媒体展示会上,海拉方面动用了工程展示车辆,向与会记者们演示了多种功能。其中包括车身示宽、转向光道提示,同步还展示了前灯多功能投影能力等等。


在笔者询问,海拉的SSL|HD能否实现“光毯”功能,即可投射一条与车身等宽的长光斑,方便通过状况不明的窄路时,参加当天的展示会,负责对媒体进行技术讲解工作的海拉南京研发中心负责前照灯的研发经理韩纪军表示:这在技术上来说没有难度。

他进一步表示:“今天出场的,只是台用于演示基本功能的工程车。而如果和车载视觉传感器深度结合,我们的设备可以主动对行人与来车防眩。至于人-车、车-车交互这些,控制前灯向前方投射箭头示意行人通过,告知周围车辆我方即将转向这些,也是很容易做到的。”

▲ 光毯功能无论对于通过窄路,还是将己方的存在提示视野死角巨大的重型车辆,都是颇具实际意义的


当天展示的工程样车,前大灯组配备了最新款的SSL|HD,而尾灯则安装了海拉最新的数字化FlatLight。


这是一款发光体厚度仅8毫米的,超薄车辆尾灯组。不但较现有的尾灯大幅度节能,还通过带有可分区点亮的智能玻璃表面实现了个性化的造型设计,为传统结构的面光源设计提供了技术可能。

“个性化是下一阶段个人汽车发展的一大趋势,使用我们的数字化FlatLight后,车主可以根据其需要对尾灯点亮后的效果进行个性化定义。由于整个尾灯都是由可独立控制的矩阵式LED构成,所以我们也可以很容易地做出动态效果。”海拉南京研发中心负责尾灯的研发经理徐骕介绍道。


在这个汽车全面智能化的时代,如果说还有什么是汽车亟需改变的,那么车灯显然是一个“保守主义”的重灾区。而海拉带来的产品,无疑具有很强的针对性。




去年11月中旬,笔者曾受邀前往苏州参加华为智能车载光解决方案交流会。很明确,华为也在利用自己光通讯部的技术储备,推进“数字大灯”项目。


华为的智能车载光解决方案,单个灯头内只有一个LED发光灯珠,并覆盖有一层DMD(Digital Micromirror Device,数字微镜器件)。通过系统控制信号,这些微镜器件可以选择性地关闭不同的区域,从而生成图形和图像。

▲ 华为公司发布的智能车载光灯头部分的外形图


实际上,这类以DMD器件为基础的数字大灯技术,除了被华为选择作为发展方向外,现也是目前戴姆勒汽车以及德州仪器公司的灯光开发部门、国内上市公司佛山市国星光电股份有限公司等企业,在推出自身数字大灯产品时选定的技术路线。


目前通过该技术,除了类似分区控光的基本功能外,在车灯用于作为投影仪投影图像时,已经可以实现最高单个灯头65万像素,前灯组(左右双灯头)合计130万像素级投影解析度。

▲ 去年11月华为活动上,展示的人眼、跟车防眩功能。通过DMD器件的遮挡功能,也能实现完全一样的效果


这显然是一种与SSL|HD截然不同的技术路线。如果说SSL|HD投射出的光斑,实际是由数以万计微米级的LED发光颗粒组成的,那么采用DMD技术的这些产品,实际上只有一个LED光源,对光线的控制依靠DMD器件的遮挡。


理解清楚这两者的差异,也就难怪海拉的技术人员会做出本文开篇的回答。而当笔者希望工程师能够进一步评价一下两种技术路线时,这位工程师却强调说:


“包括华为在内的这些企业,与我们海拉,都是优秀的企业……而我们的车灯技术都是经过深入研究和开发而得出的成果。所以要问‘孰优孰劣’,海拉认为市场是检验的唯一标准,我们也期待客户和市场的反馈,从而推动车灯技术的不断进步和发展。”


文章转自 公众号  C次元


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评论列表 共有 1 条评论

DaveWang 3周前 回复TA

怎么几个月都不更新了???

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