看不见的助手——从四大应用谈汽车舱内的红外光

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未来的汽车将是我们生活空间的移动延伸,从情景照明到与车辆的交互方式,车内变得越来越舒适、温馨和安全,而红外光应用将在其中扮演重要角色。
 
 
智能开门装置
 
未来几乎可以实现自动开门,这要归功于一项在智能手机和平板电脑领域广为人知的应用。借助生物识别技术,即使距离几米远,车辆的3D面部识别系统也能在驾驶员靠近的时候加以识别,然后为驾驶员打开后备箱或车门等。
 
 
 
识别用户后,即可激活其他个性化设置,包括座位的调节、偏好的灯光颜色和自动播放常听的歌单。
 
 
 
Oslon Black
 
 
图:艾迈斯欧司朗的Oslon Black IRED(上图)可实现尤为紧凑的生物识别系统设计,其具备的光学性能也令人印象深刻。
 
 
 
驾驶员保持 注意力集中
 
驾驶辅助系统日益受到关注,特别是驾驶员监测等安全系统。
 
 
 
在驾驶员监测应用中,光源会用人看不见的红外光照亮驾驶员的面部。分辨率为100或200万像素的特定CMOS摄像头,通常每秒可拍摄30或60张图像(根据型号,有所不同)。拍摄的图像由系统进行分析评估,例如,驾驶员视线方向或闭眼频率等。最后安全系统可基于此信息得出有关驾驶员注意力分散或疲劳增加的结论,并据此发出警告信号。
 
TARA2000-AUT
 
图:艾迈斯欧司朗的TARA2000-AUT是是首个AEC-Q102认证的VCSEL泛光照明器,可用于汽车舱内基于红外光的应用。  
 
 
 
根据驾驶员状态监控系统的安装位置,视角(FoV)会发生变化,即系统应覆盖的区域。因此,各个构建模块必须匹配。对于光源,这意味着尽量明亮均匀地照亮相关区域。
 
 
 
艾迈斯欧司朗的Oslon Black IRED系列包含多种高性能发射器,非常符合这些系统需求。VCSEL也为驾驶员状态监控系统提供了多种优势。VCSEL结合了两种照明技术的优势:红外LED的简单封装,以及激光器的光谱宽度和速度。
 
 
 
艾迈斯欧司朗的TARA2000-AUT是首个经AEC-Q102认证的VCSEL泛光照明器。光源波长峰值为940nm的TARA2000-AUT具有出色的光学性能,一颗即可取代多个低功率发射器。这意味着系统制造商不仅节约了安装空间,而且减少元器件数量、系统设计显著简化且成本降低。
 
 
 
TARA2000-AUT有多种产品选择,不仅适用于驾驶员状态监控系统,同样适用于舱内监测系统,即舱内监测和控制应用。
 
 
 
后座视野
 
除了监测驾驶员,红外光还有助于确定车上乘客所处的当前座位,也能确保没有东西遗落在车上。比如,舱内监测系统可检测您是否把包忘在出租车后座上等,并及时通过智能手机短信提醒您。精致的3D飞行时间(ToF)应用可实现这类操作。
 
 
 
舱内监测应用通常包含一个PMD(光子混合器件)摄像头、作为红外光源的VCSEL和一个特殊探测器。结合深层光圈提供的信息,可以生成具有相应深度信息的高分辨率3D图像。下游软件使用这些信息来确定所涉及的物体。 
 
 
 
非接触式控制
 
借助红外光,可通过手部动作和手势捕获命令。在不同终端产品中,红外LED和VCSEL各有优势。对于手势控制应用,这一点尤为明显。更简单的系统通常使用分立式元器件,如独立的发射器和探测器。借助这些元器件,即使是简单的手势和动作也能被精准识别。
 
手势控制
 
图:手势控制是驾驶员和车辆之间进行直观交互所依赖的几个构建模块之一
 
 
 
VCSEL的特殊属性(如高达100 14 MHz的极快切换时间)使得基于iToF的3D产品还可以识别和处理驾驶员更加复杂的三维动作和手势。
 
 
 
更便利、安全
 
艾迈斯欧司朗可提供广泛的发射器技术和性能类组合,为系统制造商带来优势,具体取决于所需的系统架构和复杂性。
 
 
 
再过几年,汽车驾驶室的外观会与现在的截然不同。各种系统架构中的不同红外光源和传感器将确保我们在路上不仅更舒适,而且更安全。