激光二極管和紅外發(fā)射器技術(shù)使自動駕駛更接近現(xiàn)實

作者：歐司朗光電半導(dǎo)體紅外產(chǎn)品營銷經(jīng)理RAJEEV THAKUR ，

低成本激光雷達可在城市環(huán)境中實現(xiàn)自動駕駛

在打造世界上第一輛自動駕駛汽車的競賽中，新的 ADAS（高級駕駛輔助系統(tǒng)）——例如為滿足 2018 年歐洲 NCAP（新車評估計劃）而開發(fā)的低成本（光檢測和測距）激光雷達檢測系統(tǒng)緊急制動要求——正在幫助鋪平道路。LIDAR 根據(jù)雷達原理工作，但使用來自專用紅外脈沖激光器的光。當(dāng)前的系統(tǒng)龐大且昂貴。Phantom Intelligence 的新型 Wideview LIDAR 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、成本較低，已被證明在城市駕駛中用于低速障礙物檢測的可靠性。

Phantom Intelligence 使用歐司朗光電半導(dǎo)體的紅外脈沖激光二極管和光電二極管開發(fā)了耐候性 LIDAR 系統(tǒng)，用于檢測道路上的物體并幫助防止碰撞。這些激光器在 70 W 峰值輸出功率下可提供高達 40% 的高效率，從而實現(xiàn)較長的工作壽命。考慮到它們的短開關(guān)時間，光電二極管特別適用于測量短光脈沖。將 Phantom 的激光雷達集成到車輛中以啟用主動安全功能的原始設(shè)備制造商也可以實現(xiàn)成本節(jié)約并獲得更好的性能。

激光雷達可以安裝在擋風(fēng)玻璃內(nèi)部和后視鏡后面，這種方法比安裝在車輛的前保險杠上提供更好的性能一致性，并在車輛損壞的情況下降低更換成本。該技術(shù)非常適合需要滿足 Euro NCAP 城市駕駛自動緊急制動要求的低端車輛。隨著安全技術(shù)隨著法規(guī)和自動駕駛的發(fā)展，激光雷達與攝像頭和雷達相輔相成，可以為汽車制造商提供足夠的周圍環(huán)境信息，以導(dǎo)航全自動駕駛汽車。

歐洲和美國的 NCAP 法規(guī)要求車輛符合某些標準才能獲得五星級的車輛安全評級。借助歐司朗的照明技術(shù)，Phantom Intelligence 計劃改進下一代激光雷達系統(tǒng)，以改進障礙物檢測和碰撞緩解解決方案，提高所有車輛的安全性。

Phantom Intelligence 總裁 Jean-Yves Deschenes 表示：“我們的最終目標是提高安全性、減少后顧之憂并縮短旅行時間。

Phantom Intelligence 和歐司朗創(chuàng)造了一種緊湊、更便宜的激光雷達單元，可用于城市駕駛中的低速障礙物檢測。（圖片：幻影智能）

帶有集成驅(qū)動器的歐司朗高功率脈沖激光二極管簡化了激光系統(tǒng)的設(shè)計并降低了成本。（圖片：歐司朗）

駕駛員安全方面的進步

駕駛員監(jiān)控也是推進自動駕駛所需的一項重要技術(shù)。在駕駛員需要從汽車上收回控制權(quán)的情況下，監(jiān)控系統(tǒng)將需要“監(jiān)視”駕駛員，以便給他們足夠的時間來安全地這樣做。需要用于 IR（紅外）的特殊圖像傳感器，因為使用的發(fā)射器應(yīng)盡可能匹配圖像傳感器的靈敏度峰值，并提供足夠的照明，而不會分散駕駛員的注意力或?qū)е卵劬Π踩珕栴}。

駕駛員監(jiān)控可以警告疲勞的駕駛員靠邊停車休息。它還支持其他 ADAS 功能，例如車道偏離警告以及在自動和手動駕駛模式之間切換。在極端情況下，例如酒后駕車，它可以使車輛癱瘓。到目前為止，該技術(shù)在 940 nm 紅外波長處一直存在可見度限制。一種新的汽車攝像頭系統(tǒng)已經(jīng)開發(fā)出來，可以在可見光和紅外光譜中工作，現(xiàn)在可供原始設(shè)備制造商使用。該系統(tǒng)將歐司朗光電半導(dǎo)體的紅外發(fā)射器與 Advanced Vision Systems 的新相機相結(jié)合，創(chuàng)造出第一臺在可見光（400-700 nm）和近紅外（940 nm）光譜中具有出色圖像質(zhì)量的紅外相機。歐司朗開發(fā)了特殊的汽車級紅外發(fā)射器，使 Advanced Vision Systems 能夠在相機和眼睛安全所需的照明之間找到適當(dāng)?shù)钠胶?。通常，這項技術(shù)需要兩個不同的相機和交替的濾鏡。

駕駛員監(jiān)控技術(shù)使用帶主動照明的紅外攝像機。攝像頭安裝在車內(nèi)，朝向駕駛員的面部，以監(jiān)控他們的眼睛和面部。歐司朗 IR 940 nm 高功率堆棧發(fā)射器的主動照明提供人眼無法察覺的光。光線從駕駛員的面部反射并由圖像傳感器捕獲。

目前正在生產(chǎn)的相機在夜間或光線不足的情況下無法正常工作。它們不會在紅外光譜中產(chǎn)生高質(zhì)量的圖像，并且需要 850 nm 發(fā)射器，因為人眼對這個波長更敏感，所以會發(fā)出紅光，可能會分散駕駛員的注意力。Advanced Vision Systems 的新相機使用歐司朗的 940 nm 發(fā)射器 SFH 4725S，可消除紅光，使用更少的 LED，并且每個 LED 所需的功耗更低。除了更高效、更安全的駕駛員監(jiān)控攝像頭外，在其他汽車應(yīng)用中的潛在用途還包括用于盲點檢測的側(cè)視或環(huán)視攝像頭、用于交叉路口警報的后視攝像頭和自動泊車。它是一種理想的駕駛員監(jiān)控解決方案，可為其他應(yīng)用節(jié)省成本。

審核編輯 黃昊宇