面向数字化和智能化的灯光控制技术变革

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面向数字化和智能化的灯光控制技术变革 [复制链接]

汽车行业的智能化变革正影响着汽车技术的发展，无论系统架构，还是软硬件设计，都在顺应未来需求而探索新的创新方向。围绕数字化和智能化，作为车辆照明系统重要组成的灯光控制技术，未来将有哪些新的趋势？大陆集团灯光控制系统亚太区研发总监戚冬生博士通过一场线上研讨会做了详细解读。

 

灯光控制器技术发展

 

 

在讨论灯光控制技术之前，我们先来看一下车灯光源的变化：从早期的煤油灯、乙炔灯，到卤素灯、氙气灯，再到现如今的LED灯和激光大灯，不同时代的光源应用，带来车灯技术的变革。

 

光源及控制系统的技术发展

 

此外，数字化、智能化和个性化趋势之下，车灯功能也在变化之中：从传统车辆照明（基本照明功能）、进阶车辆照明（自动远光、自适应防炫目），到数字化照明（360度高清投影、Car2X通讯和服务），以及面向未来的个性化照明控制（灯光功能和材料技术相融合）。

 

光源和照明功能的变化，推动着控制器技术的发展。具体来说可分为三个阶段：第一阶段，是面向煤气灯和乙炔灯应用的简单的物理和化学开关。此后，随着灯光技术进入电气化发展，灯光控制器也进入第二阶段，发展为机械开关和简单电气化开关。继电器和功率芯片的应用越来越广泛，目前在老款车上依然能看到。到第三阶段，LED大灯和激光大灯时代，简单的车灯控制逻辑已经不能满足要求，需要更复杂的控制、更好的软件算法，同时也要控制多点光源，这就需要用到独立控制器。

 

 

自适应防眩目和高清灯光应用

 

 

那么，新一代灯光控制器是如何工作的呢？以ADB（自适应防眩目）和HD（高清灯光）技术为例，这是两个与安全相关的照明功能。前者可以减少驾驶员的远光眩目，后者可以在道路上进行高清投影，如欢迎文字、倒车提示、开门警示、交通标识等，从而提高驾驶安全性，并满足个性化需求。

 

ADB (自适应防眩目)和 HD (高清灯光)照明控制

 

启动ADB和HD功能实现环境交互，需要三个层级的输入。首先来自驾驶员层面，驾驶员观察周围环境后手动打开车灯；然后来自车载传感系统，把来自摄像头、激光雷达、毫米波雷达的传感器数据，以及车身信号、地图信息进行融合。最后，需要用到外部数据，通过云端数据、V2V和V2X来实现车路协同。

 

就ADB功能而言，传感器收集到目标物体信息后，通过高速总线传递到灯光控制器，通过内置算法计算出防眩目区域，最后，灯光控制器控制头灯中的LED点阵形成防眩目区域。

 

一套ADB和HD照明控制系统架构，包括了灯光模块、灯光控制器和灯光算法。需要注意的是，ADB功能使用常规灯光控制器即可，而HD功能则需要用到高清照明控制器，两者在技术上有差异性。

 

具体来看，常规的灯光控制器如果用来实现ADB功能，获取的是目标物体信息，而高清灯光控制器为了投射高清、高分辨率图像，需要点阵图像信息。两者最大差异就是图像和视频信号处理能力。常规灯光控制器传输的是简单数字信号或者模拟功率控制，而高清灯光控制器传输静止图像或动态视频，必须有强大的灯光处理能力。

 

此外，常规的灯光控制器实现的主要是远近光、位置转向等功能，像素数目有限或者说是可数的。而高清灯光控制模块，产生的像素有数量级的变化。目前市面上有两种主流技术，一种是uLED，可以形成上千一直到万级的点阵。另一种是DMD技术，数字微镜技术对成像点数又有数量级的提升，可以形成百万级的投射。

 

HD高清照明控制器

 

 

未来趋势总结

 

 

戚冬生博士把下一代灯光控制技术的发展归纳为四个关键词：集成、自适应、网联、智能。而要实现这些关键词，离不开好的光源、稳健的电子控制系统，以及软件和算法。“只有把灯光与电子及软件相结合，并将其融入到车联网系统，才能使灯光变得更加自适应和智能。”戚冬生博士说道。

 

作为灯光控制器供应商，大陆集团目前能提供包括基础灯光控制器和高清灯光控制器在内的各类灯光控制器，采用创新控制方案，通过与整车功能和外部数据互联带来智能的灯光体验。其产品可集成自主研发的灯光控制算法或者第三方算法，并实现无线升级功能（OTA），使得灯光算法的迭代成为可能。

 

值得一提的是，为满足汽车照明的未来需求，大陆集团自研了一款名为Celsius摄氏度的LED驱动芯片，具有强大、高效率的驱动能力，且拥有足够的配置灵活性，能满足各个应用场景下的时效保护，系统成本也可以达到最优化。据悉，该芯片已于2021年量产上市，搭载在客户的量产项目上。