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创新技术,让驾驶变得更安全

来源:国际汽车设计及制造 发布时间:2022-11-03 459
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在一条没有灯光的道路上错过一个重要的标志或道路上的一个弯道,后果不堪设想。

对于汽车来说,车灯就像人的眼睛,其不仅是一款车型的设计亮点,更是关系到行车安全的重要装备。车灯亮度越高,照明就越清晰,赋予驾驶员的视野就越宽阔。研究表明,夜间驾驶风险更大。以英国为例,尽管晚上开车的人比白天少得多,但碰撞事故的占比却高达40%。每当驾驶员将视线从道路上移开时,这种风险就会陡然增加。行驶速度为90公里/小时的车辆每秒行驶25米,意味着即使是在车内屏幕上短暂浏览一下导航,也可能导致“盲行”10米甚而更远。在一条没有灯光的道路上错过一个重要的标志或道路上的一个弯道,后果不堪设想。


本期,让我们走近福特汽车、梅赛德斯-奔驰等汽车制造商,看看他们为了将驾驶员的视线固定在道路上都做了哪些努力。

福特汽车:开发“高分辨率头灯”


近日,福特汽车展示了其前大灯新技术:不仅可以照亮前方的道路,还能够利用增强现实(AR)技术,与车内的导航系统相结合,提醒驾驶员前方出现的湿滑、降雪、结冰道路等突发情况。作为标志投影仪,新式前大灯能够将部分行车和道路信息投射到车辆前方的道路上,使行车方向、速度限制和天气信息等直接出现在驾驶员的视线中。比如,前方结冰时,会在道路上投射一个醒目的雪花图标。


1,福特汽车“高分辨率头灯” :前方结冰时会在道路上投射一个醒目的雪花图标。.jpg

图1.福特汽车“高分辨率头灯” :前方结冰时会在道路上投射一个醒目的雪花图标


前大灯新技术是福特汽车安全系统开发的一部分,旨在让驾驶员完全专注于观察道路,最大限度地减少将视线从道路上移开的机会,避免因为分心观看中控台屏幕资讯而导致危险发生的可能性,尤其对夜间行驶在陌生道路时帮助最大。新技术称作“高分辨率头灯”(High-Resolution Headlights),从AR应用程序中汲取灵感,运用 micro-LED 技术,借助小型透镜和模块封装,为夜间道路提供非常舒适和高效的照明。驾驶员、行人和其他驾驶员都能看到道路上的投影,从而获得更安全的驾驶体验。


在车辆即将经过部分特殊路段和转向时,“高分辨率头灯”会配合导航将关键信息投射到路面,以提示驾驶员。如果道路有限速,还会将最高速度投射出来,提醒他们不要超速。如果使用导航输入目的地,将在道路上显示转弯和陡坡等险要路段。在没有交通信号灯的情况下,驾驶员更有可能错过重要标志或在突发情况时措手不及。这时前大灯新技术能预测汽车在道路上或狭窄空间行驶时的安全宽度,让驾驶员在确保行人和骑车者有足够安全空间的前提下行驶,或者判断是否有足够的空间穿过间隙或容纳停车位。“高分辨率头灯”还能帮助过路行人,例如道路标识已不再清晰,行人无法看到前方的人行横道,前大灯便会在车辆停下来时在司机和行人眼前投影一条人行横道线,让附近的行人和骑行者安全通过马路,降低发生事故的风险。


2,梅赛德斯-奔驰“数字光源”的投影大灯:把高清的符号投射到道路上。.jpg

图2.梅赛德斯-奔驰“数字光源”的投影大灯:把高清的符号投射到道路上


福特汽车计划率先在欧洲推出“高分辨率头灯”,但尚未透露将配备新技术的车型。让汽车灯这样做的合法性有待政府监管机构解决,不过美国最近扩大了允许使用的自适应前照灯系统的种类,因此有可能在未来几年登陆大西洋两岸。前大灯新技术目前处于测试阶段,工程技术人员正在继续改进,但它的潜在价值显而易见,估计不会花费太长时间。


“最初只是将投影仪的灯光投射到一面白墙上,可以将照明技术提升到一个全新的水平。现在这项新技术不仅仅可以照亮前方的道路,还可以帮助减轻夜间驾驶的压力。与其让驾驶员偷看数字控制台,还不如将他们的视线始终固定在道路上,并且仍然能够看到关键信息。”欧洲福特公司高级驾驶辅助系统功能与软件部的拉尔斯·容克表示,“如果成功,我们很可能会在第一批流行的商用车上看到这种先进的系统。”

梅赛德斯-奔驰:研制“数字光源”投影大灯


有趣的是,福特汽车的“高分辨率头灯”似乎受到了梅赛德斯-奔驰“数字光源”的投影大灯的启发——在2018年日内瓦车展上首次展示的DIGITAL LIGHT引发各方关注。作为主动式头灯的进化版本,投影大灯每一个灯组都内置了一枚带有超过100万微型反光片的芯片,并且与车辆的传感器、摄像头和导航相连,可以自动调整光线。电脑收集包含照明头灯、车辆各项感知器、摄影机、侦测雷达、卫星导航系统等系统传回的资讯并且进行整合,主动的在地上投影相关资讯给驾驶员。通过在前方路面上投射出多种图案,提醒驾驶者提前注意,大幅提升行车安全。


投影大灯就像一个投影仪,能把高清的符号投射到道路上。不但可以直接在驾驶员的视野中提供信息,而且还能够与周围车辆行人或者骑车者展开沟通。当驾驶员开车离开了车道,车辆雷达检测到前面有障碍物或者对向来车,投影大灯会向地面投射危险标志,发出警告。如果前方正在施工或者道路较窄,数字大灯便在前方投射出代表汽车宽度的两条光迹,指引驾驶员确定方向,同时探测能否通过狭窄的道路。晚上开车时,前方突然出现行人,进入预设的危险区域,车辆检测到后会让投影大灯在道路上出现一个箭头,提醒哪个方向有行人,注意行驶。如果在高速公路上行驶,想与前车保持一定的距离,投影大灯便设置投射距离线,比如50米距离,通过投射的距离线来判定与前车的距离。此外,投影大灯还可以投射低抓地力表面符号、施工现场符号、追尾碰撞符号、车道保持符号、盲点符号和速度符号等。


3,HUD为新一代汽车提供更安全、更智慧的驾驶。.jpg

图3. HUD为新一代汽车提供更安全、更智慧的驾驶


相比激光大灯和LED大灯,投影大灯可以最大限度地减少使向来车驾驶员眩目的风险。智能的设计可以自动变化投影大灯的照明方向和照明点,由于像素高达100万,就像有100万个小灯泡,通过不断关闭或者打开小灯泡,将照射在向来车上的一部分光束关闭,在不影响前部照明的情况下,让对向驾驶者感受不到刺眼。与福特汽车的高分辨率头灯不同,当驾驶员即将犯从错误的方向进入单向道路等错误时,梅赛德斯-奔驰“数字光源”的投影大灯系统只会投射警告符号,无法显示投射特定的道路标志。

2021款奔驰S级轿车:植入了全新AR-HUD


AR-HUD增强现实型导航系统是另一种能确保驾驶员视线不偏离道路并获取重要行车资讯的热门解决方案,可以直接将显示效果叠加到现实路面,以实现动态显示。2021款奔驰S级轿车植入了全新AR-HUD,犹如一个巨大的透视显示器。除显示常规的行驶速度和驾驶辅助系统等信息外,还增加了动态方向指示箭头、前车车距提示和行驶轨迹提示等图形,能直观地将驾驶辅助及导航指引信息显示在现实路面上,增强驾驶员和车辆之间的互动,用户无需低头就能查看汽车相关信息。大幅提升科技感和安全性在启用主动距离辅助Distronic功能后,AR-HUD显示出与传统HUD的不同之处——“虚拟距离元素”。如果驾驶员开始偏离车道,则显示红色动画警告线作为提示。其中最令人印象深刻的功能是增强型实景导航,转弯时蓝色箭头会飞向前方,并漂浮在转弯的道路上方。到达目的地后,显示屏上出现一个浮动的蓝点。


在技术层面上,AR-HUD交互可实现10米的驾驶辅助信息(如转向指示、车道偏离、碰撞预警、跟车距离和行人提示等)和2.5米的车辆指示信息(如车速、导航信息、交通标志和行车信息等)。它会在前面的车下面显示光线,在边角上划出红线,提醒驾驶者保持安全距离。甚至显示大量电脑生成的图像,帮助驾驶者在环岛上安全行驶。AR-HUD不仅可以通过导航和闪烁的箭头来改善导航,而且还可以通过向驾驶员提供前方道路和交通状况的快速总结来提高安全性和控制能力。


AR-HUD技术将HUD带到一个全新的水平,主要功能分为三大类:一是车况及导航系统内容,主要显示当前车况及行驶信息,道路识别以及导航引导,包含车辆状况,胎压监测、油量/电量、续航等;行驶状况,时速、转速/功率、能耗等;导航提示,转向、行驶里程、限速等。二是车生态服务信息,显示附近生活服务类的信息,有餐饮、购物等基于LBS的消费引导;加油/充电,停车、洗车等于车辆服务相关的引导。三是行人预警,主要面向复杂环境下的行人监测和提醒,助力安全出行,比如在多路口的特殊路段、夜晚行车环境下,通过监测车辆前方的行人,在车内提醒和预警驾驶员,注意行人。

结语


作为福特品牌先锋创新精神的一部分,福特汽车在汽车灯光科技领域始终处于创新前沿。福特汽车“高分辨率头灯”新技术不仅能够将信息传递给驾驶员,还能够传递给行人和其他驾驶者。它可用于将驾驶员引导到他们想要的位置,并显示驾驶员与其他驾驶员或骑车者之间的空间。2021款奔驰S级轿车AR-HUD充分扮演一个贴心智慧的领航员的角色,带来更安全的驾驶体验。倘若以主动度而言,“高分辨率头灯”技术应该赢过AR-HUD;如果以资讯密度而言,后者较佳。这两种新技术在未来主流车用市场上哪个略胜一筹,有待于时间的检验。


 (编译自www.ford-trucks.com,www.digitaltrends.com, www.motor1.com,www.autolist.com)

来源:荣格-《国际汽车设计及制造》

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