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隨着華為在智能車領域的深入探索,其涉足的細分領域也逐漸增多。

11 月 10 日,華為在第十七屆汽車燈具產業發展技術論壇暨第八屆上海國際汽車燈具展覽會(ALE)上發布了其在車載光學領域的最新探索成果——智能車燈解決方案 Huawei XLight。

01光領域的再次探索

其實早在二十多年前,華為就已涉足光領域,時至今日已經積累了大量的光學專利,包括空間光學、激光光源、光學算法、光學感知等等。現階段的智能車燈產品 HuaweiXLight,則是華為基於對光領域技術的持續研究,在光領域再一次探索的成果。

華為光應用領域總裁黃志勇表示:「華為智能車燈解決方案 Huawei XLight 在未來是能夠為主機廠提供集安全照明、智能助駕、娛樂交互功能於一體,且具有極致體驗的智能車燈。」

而這套解決方案的第一個硬件產品就是華為自研的智能車燈模組,以及在方案中搭配車燈的 LDM(驅動板)、HCM(控制板)兩個硬件,在這樣的一套方案下,配合配套算法可以實現大量的智能化功能,比如看電影或者給行人投出一道斑馬線。

那麼華為為什麼不做整燈而是作為 Tier 2 去與燈廠合作呢?

在黃志勇看來,燈是整個車上造型最變化的元素,是最不平台化的。華為的一個理念是幫助燈廠造好燈,提供核心模組以及算法,而整燈的外觀就可以由車企自由設計造型。這是華為造燈的思路也是邊界。

02更高的規格,更低的成本

一套能夠儘可能滿足車企車輛設計需求的燈應該滿足哪些特點?

如果需要適配更多的整燈外觀造型,那麼就必須滿足足夠小的體積,才能儘量讓設計不妥協於工程結構。所以在設計之初,Huawei XLight 方案的車燈模組就已經把小體積作為研發方向之一。

在過去,車載大燈的體積都十分巨大。比如鹵素大燈時代,需要靠體積巨大的反射罩來實現高指向性和高亮度的效果,哪怕是後來使用透鏡的氙氣大燈也由於是通過激發氙氣發光的原理,模組體積依然非常巨大。

所以在目前呈現的產品形態上,Huawei XLight 方案最大的亮點也是超小的燈組體積。華為通過簡單緊湊簡潔的光路設計減少整體的光學複雜度,並且用光路摺疊的方式實現了光路復用,讓模組的光學體積減少了 8% 。

據介紹,超高亮度光源經過一次反射之後照射在數字微鏡陣列上,再通過一組成像鏡頭組的折射,將實像投射在遠處。

在此之上,整個燈組既達到了高亮度的同時有着極小的模組體積。

而簡化結構對應的另一個優點就是低成本,更少的內部零件數量能夠大量降低模組單體的成本。這一點對於智能車燈行業的發展也是十分必要的,黃志勇甚至表示希望華為能在較短時間內讓每台車都標配上高像素高亮度的智能大燈。

03像素、激光、智能

黃志勇在媒體分享會中提到,華為車載光對於未來車燈的看法就是三個方向,像素化、激光化和智能化。這三個方向也分別對應了車燈的三個指標,260 萬像素、超高亮度、智能算法。

簡而言之,就是全都要。

高像素

而當前已發布的車燈模組,通過左右兩個車燈,達到雙 130 萬像素合併為 260 萬像素的分辨率。這個像素水平在顯示硬件上基本達到了 2K 的水準。所以是可以實現類似於投影儀的高度自定義內容的投射,最基本的上下鎖迎賓燈效,也是只需要設計圖像就能夠做到千人千面的燈光啟動效果。

激光光源

第一代產品,華為還沒有完全用上激光光源,但是會在未來落地激光光源的設計,即把現在已發布的超高亮度光源替換成更高亮度的激光光源。實現光源激光化之後,燈組的開口將會變得更小,整個模組體積將會達到當前狀態的幾分之一,幾乎可以和日行燈融為一體,這對目前流行的分體式大燈設計是一個不錯的好消息。

擁有無限可能的娛樂應用

在正式應用在量產車上之前,華為智能車載光解決方案的研發部門做了一些很有想象力的娛樂性應用和開創性功能。

因為擁有高達 260 萬像素帶來的優勢就是,可以直接投射較高分辨率的黑白視頻圖像在地面或者牆上,所以理論上在車輛靜止狀態下,車燈的玩法會變得非常豐富。

比如通過投射聖誕節主題內容,來渲染節日氛圍。

也可以投射健身互動的小遊戲,增加戶外露營時的趣味性。

而這些都是把車燈當作投影在用的玩法,理論上它的功能開發潛力是非常大的。當然目前還是只能投射白光,在未來如果實現彩色投射的效果,那麼投影的所有玩法其實都可以被用在大燈上了,比如投出巨幕看一場戶外電影,以車燈的亮度去對比投影儀,呈現的對比度應該可以說是無敵了。

拓展功能性應用

如果只是當個投影用,那這樣的車燈可以說沒有太多技術亮點了。所以 Huawei XLight 方案的應用,其實更多是在車輛行駛狀態下與行人車輛以及其他交通參與者的信息交互,這方面能在一定程度上提升每個交通參與者的安全。

示寬交互

在車輛正前方投射出一條「光毯」,實際與車輛等寬,可以實現窄路通過輔助和外界警示的作用。

行人引導

在遇到行人穿過馬路的情況下,在地面投射讓行斑馬線,可以示意禮讓行人。

還得是算法

由於 Huawei XLight 解決方案自帶 LDM 和 HCM 兩個驅動控制板,可以直接運行華為自研的算法,提升使用過程中的效果,並且在感知層面可以直接調用整車的輔助駕駛感知硬件信息,而不需要額外搭建一套感知硬件,這也讓華為智能車燈模組自身的組成得到了簡化。

在實際裝車量產狀態下,左右兩個模組裝車後難免會產生微小的角度偏差,並且在遠距離投射的情況下這種偏差會被放大。Huawei XLight 方案中的智能車燈模組自身並不通過機械結構修正偏差,而是控制像素實現雙燈的擬合,自動檢測左右兩個模組的投射偏差並計算出完整的融合狀態。

另一方面,在車輛整個生命周期中,一個不可避免的問題是長時間的運轉會帶來整車零部件的輕微位移和鬆動,這也會使左右兩顆大燈的匹配出現問題,因此自動修正算法比起出廠標定能夠更持久地保持使用效果。

作為交通參與者,大部分時候被車輛燈光直射都會產生眩目的情況,進而引發駕駛員和行人的短暫失明。國家也對遠光的開啟情況有着明確的規定,基本只有在極限情況下才能合理運用遠光燈,避免照射其他車輛形成眩目。

而在行駛過程中,由於本身亮度非常高,智能大燈自動規避其他車輛是一個基本需求。但其實對於行人的規避也是非常重要的,在多數行車場景下行人都是交通參與者的核心。

華為在這方面自研 ADB(Adaptive Driving Beam )遮蔽算法,可以通過輔助駕駛硬件感知行人姿態,精確控制車燈自動規避人肩以上部分的照明。從而達到照明標記行人的同時,保護行人防止眩目。

另外這個算法和前文提到的採用激光光源的方向也是相輔相成的,只要能夠避免照射其他交通參與者形成眩目,那麼也就能使用更高亮度的光源實現更好的照明效果。

生態加持

華為在飛凡 R7 上首發量產搭載了 AR-HUD ,可以實現大量的信息投射在 HUD 中。如果能在未來實現和智能大燈的融合信息交互,比如在 HUD 中顯示導航信息不被別人看到的同時,也能在路面上投射車道級的路口引導,那麼兩個信息分流就可以實現高度的融合狀態。這大概是華為車載硬件生態最恐怖的地方了。

04最後

像素化的大燈在當前階段的應用其實依然處於一個散亂的階段,比如上文提到的行人交互功能,如果行業內並沒有一個標準去定義圖形,那麼對於接收到信息的行人來說,可能就會出現難以理解意義的情況,那這樣的交互就是失去意義的。

因為這樣的信息交互不像紅綠燈和斑馬線一樣作為普通人的常識認知。所以華為目前也希望能夠聯合行業和有關部門一起推進圖形標準化,讓燈光智能交互能夠在未來真正落地。

另一方面,如果在將來大量的車搭載了像素智能燈,那麼大量的圖形投射可能會對公共的交通路面造成一定的光和信息污染。這樣的情況也對像素智能車燈行業提出了啟用工況和標準的需求,這些也是在未來需要整個行業一起推動和解決的問題。

相關標準法規起草和落地需不斷推動完善,從底層技術創新到整燈生產製造,再到最終用戶體驗的整合。當前,高像素智能大燈的全面推廣仍然需要整個汽車智能化照明產業持續共同發展和迭代。

從一體式大燈,到現在流行的分體式大燈,而分體的目的就是為了使前日行燈組整體更形狀化和線條化。當足夠小體積的前照燈能夠被落地應用,那麼未來也許兩者會再次合二為一,直接融合為一個更小、更能被服務於設計的整體。這一點也許能給今後汽車造型設計帶來更多的可能。

至於新技術和新應用,目前留給車企和行業的發展空間還很大。雖然現在已經實現的東西還沒有太多實用性,但是新技術是給未來準備的,何必用現在有限的眼界去看無限的未來呢?

撰文:屹松編輯:波波

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