如今，車燈已經(jīng)實現(xiàn)了超百萬像素的分辨率，顯著提高了駕駛的智能化和安全性。智能車燈不僅可以通過傳感器來收集信息，而且可從云端獲取數(shù)據(jù)，例如在無車道的鄉(xiāng)村公路，在車前投影出車道，或者投影出人行道讓行人通過。
未來車燈在自動駕駛環(huán)境下如何工作，各大車廠和燈廠都有大量的討論。本篇將重點分析未來自動駕駛環(huán)境下車燈的作用。
縱觀車燈技術(shù)的發(fā)展，從單純的照明工具到今天彰顯設(shè)計語言的裝飾造型，車燈的發(fā)展一直緊隨時代潮流，并在車上發(fā)揮著越來越重要的作用。
隨著自動駕駛技術(shù)的發(fā)展，目前有種觀點，認(rèn)為未來L4和L5級自動駕駛不再需要車燈，車燈作為照明單元已經(jīng)走到了發(fā)展路線的盡頭。然而實際上，車燈技術(shù)的下一個發(fā)展潮流，才剛剛開始而已。因為自動駕駛需要傳感器（參考研究院文章：傳感器集成-> 傳送帶），而某些傳感器需要車燈來輔助照明。再有，當(dāng)汽車進(jìn)入自動駕駛時，也不可能一直在黑暗中行車。如果有行人通過，也要與行人溝通，例如有行人要過馬路時，駕駛員會停下車，給行人一個通過的手勢，行人才敢橫過；在自動駕駛時，由于沒有駕駛員，或許需要一個燈亮一下或亮成某種顏色，來告訴行人可以通過。還有與其他車輛的溝通，告訴他們：請注意，我是一輛自動駕駛車輛。
目前全球汽車行業(yè)公認(rèn)的兩個自動駕駛分級制度分別是由美國高速公路安全管理局(簡稱NHTSA)和國際自動機工程師學(xué)會(簡稱SAE)提出的。SAE后期提出分級更為詳細(xì)，所以現(xiàn)在大家公認(rèn)的還是SAE自動駕駛汽車分級標(biāo)準(zhǔn)。SAE將自動駕駛技術(shù)分為L0~L5共六個等級。L0代表沒有自動駕駛加入的傳統(tǒng)人類駕駛，L1~L5則隨自動駕駛的成熟程度進(jìn)行了分級。
當(dāng)汽車達(dá)到自動駕駛L5級時，汽車就可以在任何時候、任何道路上，不需要任何人工干預(yù)地完全自動駕駛。到時協(xié)助駕駛的人類感官器官將被各種傳感器、技術(shù)手段和算法所代替。類似于人類眼睛的視覺攝像頭無疑是最重要的，對所有自動駕駛級別都是必不可少的，因為攝像頭具有最高的分辨率，可以提供最多的數(shù)據(jù)，比如物體的形狀和顏色以及交通標(biāo)志的信息等等。這些數(shù)據(jù)對于精確判斷行車環(huán)境非常重要。
特斯拉甚至聲稱，僅需“攝像頭+AI算法”，就能完成“自動駕駛”，別說激光雷達(dá)，就連毫米波雷達(dá)也不需要。而福特汽車公司測試了一個基于激光雷達(dá)和毫米波雷達(dá)的自動駕駛系統(tǒng)，對福特來說，攝像頭和前大燈對于自動駕駛來說是必要的。而百度、華為等國內(nèi)熱捧的自動駕駛大廠，都采用了“激光雷達(dá)+高精地圖”的技術(shù)路線，往L4級自動駕駛邁進(jìn)。就算是現(xiàn)階段較成熟的L2級輔助駕駛，也會采用“攝像頭+雷達(dá)”的硬件配置。事實上，對于一個高可靠性的自動駕駛系統(tǒng)來說，毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)和攝像頭的結(jié)合有可能是最好的解決方案。毫米波雷達(dá)和激光雷達(dá)能夠在一天中的任何時間段工作，而攝像頭的最佳工作時間則局限在白天。但是攝像頭仍然非常重要，因為如上所述，攝像頭擁有最高的分辨率，可以提供最多的信息數(shù)據(jù)，而這些對自動駕駛是不可或缺的。下面我們來分析下為什么攝像頭和車燈是必要的。除了造型之外，車燈在自動駕駛車輛中還有以下四個功能。信號功能：車燈可以在黑暗中給其他車輛和行人信號，顯示車輛本身的存在。
溝通功能：車燈可以通過在道路上投射信息，與周圍車輛和行人進(jìn)行信息溝通。
行駛軌跡：車燈可以通過提供車道軌跡。給無人駕駛車輛中的乘客帶來安全感。
傳感器：車燈是攝像頭在夜間識別物體、顏色和天氣所必需的。
現(xiàn)在我們把重點放在第4點攝像頭輔助照明上。因為車燈可以在夜間照亮無照明物體，這有助于對行人的識別。在CNCAP的安全性評分上，識別行人是必須的，在沒有任何道路照明的環(huán)境中，行人是否被準(zhǔn)確識別是安全性的一個重要標(biāo)志。車燈對于識別自動駕駛環(huán)境中物體的重要性，可以從一則自動駕駛安全事故中得到驗證。NTSB（美國國家運輸安全委員會）的事故報告提供了許多細(xì)節(jié)。安全事故發(fā)生時由于道路照明沒有照亮行人，導(dǎo)致攝像頭無法識別行人。即便激光雷達(dá)和毫米波雷達(dá)探測到了一些東西，但是由于信息量不足導(dǎo)致識別錯誤，自動駕駛車輛沒有采取任何行動，從而發(fā)生了行人傷亡。
當(dāng)然，即便有很好的車燈照明，也不能確保傷亡事故就能百分之百的避免。但是有好的車燈照明，起碼可以協(xié)助攝像頭大幅提高對行人的識別準(zhǔn)確率。這個安全事故也可以充分證明，攝像頭一直是最重要的傳感器，因為它具有最高的分辨率，對目標(biāo)的識別具有決定性的作用。L3和L4級的自動駕駛車輛在夜間不允許自動行駛，但是， L5級是必須的。因此夜間的探測和識別必須和白天一樣好。在夜間為所有級別的自動駕駛車輛提供更好的照明是未來數(shù)字大燈最重要的任務(wù)之一，自適應(yīng)智能ADB的反應(yīng)速度必須足夠快，匹配攝像頭視野的光型也必須足夠均勻和智能。如果L3和L4級自動駕駛車輛配備了智能車燈系統(tǒng)，死亡事故率可以大幅減少。而且，與人類駕駛不同，自動駕駛車輛在夜間無需休息。根據(jù)高速公路安全研究所IIHS和公路損失數(shù)據(jù)研究所HLDI的數(shù)據(jù)，美國有26%的交通死亡發(fā)生在下午6點到9點之間，24%的交通死亡發(fā)生在晚上9點到午夜之間。從下午6點到午夜這6小時內(nèi)，產(chǎn)生了超過50%的交通死亡率。理論上L3和L4級自動駕駛車輛更應(yīng)該在夜間行駛，以降低夜間交通事故率。但是現(xiàn)實情況卻是，L3和L4級的自動駕駛車輛目前仍不被允許在夜間自動行駛。因此未來所有L3和L4自動駕駛車輛都有可能配備數(shù)字大燈技術(shù)。此外，車燈控制系統(tǒng)也可以根據(jù)自動駕駛與否切換不同功能，未來高分辨率數(shù)字大燈的光型和強度將按攝像頭的需要進(jìn)行精確控制。不同識別要求見下表。顯然，L3級或更高級別的自動駕駛車輛需要配備攝像頭。但是攝像頭是否必須在可見光情況下工作，還是遠(yuǎn)紅外FIR或者近紅外NIR就足夠了呢？
紅外技術(shù)最致命的缺陷是無法檢測物體的顏色。因此，紅外攝像頭無法看到交通標(biāo)志上的文字或施工道路上的黃色車道線。然而，可見光攝像頭是可以區(qū)分轉(zhuǎn)向燈、位置燈和日間行車燈的顏色差異的。而交通信號燈顏色的識別對于自動駕駛車輛來說是必不可少的。識別道路障礙物，例如車道上遺落的貨物，也是自動駕駛車輛的必備功能。這個對紅外攝像頭也比較困難，因為紅外攝像頭的分辨率小于可見光攝像頭的分辨率，再加上缺乏顏色識別，因此，紅外攝像頭不足以取代可見光攝像頭在夜間的工作。下面再探討一下車燈對于夜間天氣狀況探測的重要性。在夜間，傳感器必須能夠探測到雨、霧、雪以及潮濕和冰凍道路等道路情況。
根據(jù)天氣情況，自動駕駛車輛應(yīng)該可以實時調(diào)整車速，甚至在最壞的情況下，可以迅速切換到安全模式。因為攝像頭和激光雷達(dá)的可視能力以及輪胎的抓地力都和天氣息息相關(guān)。利用攝像頭識別白天的天氣和路況是可行的。但在夜間，識別要復(fù)雜得多，對此的研究也不夠充分。但是很明顯，必須要對攝像頭夜間進(jìn)行補光。數(shù)字大燈可以通過照亮指定區(qū)域來識別惡劣天氣，可以通過測量反射光的強度來識別霧的大小。此外，雨滴和雪花可以通過流速、顆粒大小和規(guī)律性來識別。道路狀況可以通過測量道路上燈光的反射率來衡量。
未來的車燈可能會有很大的不同，將成為車與車、車與環(huán)境、車與人之間溝通的重要載體，車燈的許多功能將不再取決于光學(xué)需求，而是來自攝像頭和傳感器。高分辨率的數(shù)字大燈技術(shù)，將增加車輛自身的辨識度和交互信息，光型分布更加優(yōu)化，以滿足傳感器和照明雙方的要求。要達(dá)到安全和舒適的旅行，尤其是在夜間，不僅需要攝像頭，而且需要激光雷達(dá)和毫米波雷達(dá)協(xié)同工作，這三者對一個性能良好的自動駕駛系統(tǒng)將是必不可少的。自動駕駛，或許是人類對AI的第一次放權(quán)，人們無比渴望解放自己的雙手。因此，自動駕駛，總有一天會來的。到來的時候，車燈準(zhǔn)備好了嗎？
若是有何進(jìn)一步想法請同我們聯(lián)系哦。
——The End——
車燈不僅是照明工具，某種程度上也是顯示存在，讓別人看到你的信號工具。