汽车灯光的新交互技术革命-数字投影灯光技术

金鉴方博士：车规AEC-Q102认证需要一个强大的LED失效分析实验室作基础支撑

汽车上最「不起眼」的功能正在发挥它巨大的潜力。

汽车在 130年的历史期间经历了多次变革。发展历程中最令人着迷的领域之一是汽车照明的创新，它不仅是一辆车的「眼睛」，有时候它甚至决定这一辆车的性格、辨识度等等特性的关键要素。

但是，现在虽然汽车行业中不断出现前瞻思考，但是很多从业者都认为汽车照明创新中的黄金时代已经结束。

甚至有从业者认为「汽车大灯正在变得无聊起来」，在智能化的趋势下，被誉为「黑科技」的ADAS等智能驾驶功能与一系列智能软件加入，车灯的发展有点「黯然失色」了，大家也开始不太注意车灯的发展了。

事实上车灯始终紧追灯光技术行业。以柔性高效LED替代卤素灯泡等传统光源和能够根据环境条件进行照明模式调节并带来防眩目效果的自适应前照灯系统这两点已成为当前车灯行业发展的主流道路。

近来，一种新型灯光技术在不断扩散，那就是数字投影灯光技术。使汽车灯光进入一场新交互技术革命。

会「说话」的灯光

数字投影灯光技术，简单来说就是将每个前照灯都变成了「高清投影仪」。它可以提供较好的照明，较细的区域分辨率，并向驾驶员显示附加指导信息。

这是照明系统的新任务，也让灯光有了「说话」的能力，不管是与车内人员或车外人员，它都能提供很好的交互感。

在防眩光等基本功能上，拥有高分辨率灯光正带来辅助驾驶等新特点。比如当汽车经过施工路段时，车宽显示功能就能告诉司机前面汽车宽度大小。车灯在地面上显示出与车辆宽度相当的两束光，这有助于司机对驾驶路线及通过能力进行评价。

当驾驶者自己的车道发生意外危险时，也会在道路上发出显示光学警告（箭头）。比如晚上冰雪路面上，刹车距离不够或者超速行驶时，预警还会直接投影到车前。

在驾驶员视线附近进行投射的目的是有效地警告驾驶员，这样不会因为提醒在别处而分心，在夜间交通测试人员真实的测试过程中，它相比抬头显示的相同警告信息能够更明显被感知。

实际上，这些功能均为车辆传感器根据驾驶情况进行分析后自动激活。

近六年来，汽车行业对这一技术的痴迷就是戴姆勒。戴姆勒汽车照明部门与德州仪器开发部门正在开发高分辨率大灯技术，包括数字镜装置技术（DMD）和数字光处理技术（DLP）。

比如上图所示的高清前照灯，每个芯片都有一百万个多个微反射器，也就是说每个车的灯都能达到200万多像素分辨率。同时，车辆中的摄像头和传感器系统检测到其他道路使用者（路人、道路车辆等）时，核心处理器可以在几毫秒内评估数据和数字导航地图，向前照灯发出指令以对各种条件下的光分布作出最好的调整。

在 2018 年 10月，根据外媒报道称，大众也正在试验通过使用头灯和尾灯，将汽车周围的路况信息投影到道路上。大众在新闻发布会上提到，它正致力于新的照明系统，以便能够与其他驾驶员进行通信。

重新定义「汽车照明」

「决定因素不是头灯中的技术，而是背后的『数字智能』，我们希望在不眩光的前提下达到最佳的视觉和最大的亮度，支持司机与其他道路使用者进行交流而不受眩光影响的创新功能，最终可以显著地优化夜间行车时的安全性。」戴姆勒公司的车身开发和车辆操作系统负责人 Gunter Fischer 说。

当然要做到酷炫Demo演示并非难事，对其而言更为重要的问题在于这套带微镜矩阵投影系统是否能满足汽车工业以量产为目标。一切系统元件都要符合汽车所要求的机械、电子、化学、热学、光学等方面的准则，并完成符合汽车要求的设计。从微电子元件研发人员到照明系统研发人员以及汽车生产人员，产业链上各方面的紧密合作对于产品做好量产准备至关重要。

因此，鉴于前期量产规模的限制以及差异化特性。戴姆勒是第一个将这一新特性引入其顶级车型梅赛德斯-迈巴赫的人，该车自2018年中期以来就一直行驶于道路上。

而近日，国产汽车品牌WEY正在发布如此智能像素大灯——世界上第一个推广，国内第一个配备灯光技术的汽车。它是可编程的，拥有百万级别的像素，借助顶尖的，奢华的灯光技术，提升了夜间驾驶的安全性。在辅助驾驶功能与人机交互功能方面WEY试用更多的功能，如虚拟仪表盘，限速标志的识别与投影以及动态斑马线的设计。

「高性价比」是这款大灯系统的重要特点之一。从元器件选型和方案设计上看，WEY整体光学效率及识别算法的精准度均得到提升，显着降低产品成本的前提下，确保整灯光学性能，为批量备产提供可能。本大灯系统性能和竞争力仍然得到保持，同时产品成本有所下降。

与此同时，智能像素大灯更是WEY对于车路协同的最新认知。它以德州仪器创新的高分辨率DLP技术为基础，提供100万个以上可寻址照明像素点，并在传感器与算法层面做了很多技术革新，本发明能够将复杂的路面环境与道路上的行人，车辆及其他物体识别相结合，实现智能化运算，然后将光路编制成程序并准确至像素级别。

根据美国国家公路交通安全管理局的一份调查报告显示，在白天和夜间发生交通事故的频率有着巨大的差异。夜间尽管只有 25％的交通流量，但近一半的交通相关死亡事故发生在夜间。所以车灯更重要的属性是「安全性」。

满足人们需求的功能基础是智能技术的发展，对此，WEY 在街头进行了灯光实验，让人们体验智能像素大灯带来的安全属性。

推动汽车照明发展的不仅仅是技术趋势，汽车行业对法规，安全和环境影响的关注也是至关重要的影响因素。最近 WEY 品牌也联合中国国际汽车照明论坛（IFAL），发起《汽车灯光安全宣言》，宣布将共同致力于智能安全车灯技术的研发和车灯标准规范的应用，协力引领中国汽车行业智能大灯发展，为广大用户打造更安全的出行生态。

随着新照明技术的测试，正在开发激光大灯，LED 头灯和 OLED 的新用例进一步落地。投影大灯可能会是下一个逐渐普及的大灯技术，虽然目前有很多不确定因素，但未来乘客和驾驶员与汽车互动的设计将为汽车照明打开新的机会之窗。

人们也许更想知道，在未来的自动驾驶汽车中灯光又会发挥什么样的新作用？