LED汽车照明灯具控制技术现状分析
牛萍娟
天津工业大学大功率半导体照明应用系统
教育部工程研究中心主任、教授
阿拉丁新媒体特约作者
《2018阿拉丁照明产业调研白皮书》顾问
part1.LED汽车照明
LED作为一种新型的固态光源，具有开关速度快、发光效率高、寿命长等优点，已广泛应用于汽车前照灯。汽车照明系统是汽车最主要的主动式安全装置，但传统汽车照明系统的局限性，给汽车驾驶带来安全隐患。
传统汽车照明系统缺点：
l 远光灯给来驶车辆造成眩光
l 弯道时照明盲区造成安全隐患
l 远近光灯频繁切换分散驾驶员注意力
l 灯光照射范围固定不可调节
汽车生产商们一直致力于研究更加安全的智能照明技术，发展了三代自适应大灯系统。
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前照灯自适应控制技术
防炫目技术
辅助驾驶技术—行人提醒实现
动态转向灯技术
水坑灯技术
窄路照明技术
车内氛围灯技术
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前照灯随动调节
1.光照强度传感器感知车辆外部的环境亮度。
2.转角传感器测量出汽车转弯的角度。
3.横摆角速度传感器测量出汽车的横摆角速度。
4.车速传感器测量出当前汽车的行驶速度。
5.加速度计传感器获取车身高度(车辆质心)。
6.车灯转角传感器获取车灯转角等变化信息。
7.多传感器信息交互对汽车前大灯的配光进行最优化的调节。
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矩阵式LED光束调节
矩阵式LED大灯可以实现对照明区域的精确控制，即在光源的覆盖范围内，系统可以选择特定区域进行照明，亦可以选择一些区域来进行遮蔽。所以在前置摄像头的配合下，矩阵式大灯在会车时可以由系统自动控制，关闭射向对方来车的光束，而正常负责照明的光束则不受任何影响。等到会车结束之后，之前因为遮蔽而关闭LED灯珠再自动开启，恢复正常的照明工作。
氙气车灯与LED矩阵式大灯照明对比
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矩阵式LED大灯控制系统能够通过车辆检测系统，感知和跟踪到800米距离内的其它车辆；当检测到汽车前方或对向车道有车辆和行人时，大灯控制系统会实时检测跟踪目标车辆，并关闭相应位置的LED单体，同时，其他LED单体继续保持照明。这样既能够避免对方产生炫目的情况，又保证了驾驶员的正常照明需求。
无Matrix大灯工况示意
Matrix大灯防眩目功能
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矩阵式LED大灯可与夜视辅助系统相互配合。当夜视辅助系统监测到有行人出现在车辆前方的关键区域时，夜视辅助驾驶系统会在显示屏上标注相应的目标及向驾驶员发出警报。同时汽车控制系统会控制矩阵式LED灯组，使相应的LED单体照亮行人头部以下的部位，并通过连续闪烁三次来提醒行人；通过突出照亮行人，将行人与周围环境区别开，以提醒行人和驾驶员。
奥迪矩阵式LED与夜视辅助系统结合
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动态转向灯就像流水灯一样，当驾驶员开启转向灯时，排列在转向灯带上的多个LED单体会依次亮起，形成一种与“眨眼”方式相同的动态渐变效果，虽然这种转向灯对安全性而言并无太多实质意义，但在漆黑的夜晚中，这种独具一格的变换方式使其识别度更高，对追求个性的人来说，可是有着不小的吸引力
奥迪A8L矩阵式大灯动态转向灯
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在夜间行驶灯光技术的研发方面，研究员研发了一种颇为新颖的“水坑灯”。在夜间，当车门打开时位于车辆外面的后视镜处安装的水坑灯就会亮起，它可以将灯光投射到车门旁边的地面上，照亮汽车周边的路面，从而防止驾驶员和乘客在下车时陷入水坑或发生其它潜在的危险。
2015款现代劳恩斯——投射出'Genesis'字样和品牌徽章
2015款福特野马——投射出奔腾的野马
2015款路虎揽胜——投射出汽车的剪影
林肯MKC水坑灯
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当汽车行驶在施工路段或狭窄的道路时，它能够让左右大灯投射出两条约15米长的光束，两条光束的间距与车身宽度一致，从而能够帮助驾驶员更容易的通过那些施工区域或其它狭窄路段，该项技术对于刚拿到驾驶证不久的新手来说是非常有帮助的。
图片来源：太平洋汽车网
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特点
1.颜色多样，部分车型配备多种颜色的氛围照明可切换。
2.车内氛围灯可以提高夜间开车者的精神，给人带来舒适温溪的感觉。
3.根据品牌不同，大致位置可分为脚底、中控台、车门扶手、车辆底部等。
五种颜色氛围灯
part2.车灯控制技术的未来发展趋势—越来越智能化
人工智能发展三个阶段—进入认知智能
万物皆互联、无处不计算
更加智能的社会
传感器、可穿戴设备等微小的计算设备将进一步普及
谷歌无人驾驶汽车 实时收集数据确保安全行驶
矩阵式激光大灯技术
数字“投影仪”前大灯技术
可编程LED车头灯技术
OLED车灯技术
基于雷达和视觉识别技术的智能化LED汽车前照灯技术
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当汽车遇到各种不同的交通情况时，采用的DMD（Digital Micromirror Device）技术能够提供最适合的照明方案。从技术层面上来说，DMD技术可以让矩阵式激光大灯拥有无限种可能的控制方式。
450纳米的光线辐射到3毫米的镜片上，精密的就像微创手术。
从这张光源照射距离图中我们可以发现，激光灯源拥有近乎LED远光灯两倍的照射距离，最远照射距离可达500米，而且镭射灯二极管直径仅为几微米，比组成LED灯二极管体积要小得多。
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奔驰数字前大灯
戴姆勒研发的智能像素前大灯内嵌像素点，这些可控像素点封装成一个“芯片”。每个像素有独立的硬件来控制他们，使他们的效率高于现行标准。每个智能像素LED可以单独调光输出，它们的光束可以更精确地控制。也就是说，可以针对迎面而来的汽车形成更好的暗斑以模仿机械“角照明”系统。数字前大灯能够将包括斑马线 、停车标志以及指路牌在内的发光标志投射在路面上。这种系统中采用的智能“像素”式光束调制技术被称为数字大灯。
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一种由摄像机、处理器、空间光调制器和分束器组成的全新可编程智能LED车头灯。
1.采用了数字光处理技术。
2.对探照灯的光线调节来替代目前标准的前照灯。
3.探照灯的光线分散成100万束细小的光线，每个束光经过车载处理器对其进行独立编程控制。
4.该系统采用单个摄像机就可以检测、识别和追踪迎面而来的驾驶员和行人及其它物体。
5.系统根据需求对100万束光进行相应的调整，适应安全行驶条件。
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OLED（Organic Light-Emitting Diode）有机发光二极管的优点：
1.可视度和亮度高，呈现出来的色彩更加准确。
2.单片二极管的厚度不到 1 毫米，也无需反射器、导光板等光学组件，自然减轻了重量。
3.驱动电压低且省电效率高，同样亮度的情况下，工作寿命可提高 10 倍，而且在零下 40 °正常工作。
宝马在 2015 年 8 月发布首款使用 OLED 的量产车 M4 GTS
奥迪在 2016 年 1 月的国际消费电子展（CES）上展出配备 OLED 的新款 TT RS
OLED车灯技术
中国最薄柔性OLED车灯样品：2017年6月，翌光发布全新的柔性OLED车灯屏体。该柔性屏体厚度仅0.1mm，比蓝色火车票还薄一半多，重量不到1克，发光面积约13cm²，不仅实现了很好的弯曲性，而且屏体均匀性也达到了新的高度。
翌光与延峰科技合作研发了OLED汽车尾灯（2017年4月发布）。该车的尾灯共选用了36片翌光科技提供的OLED红光灯片，采用三角形叠加造型，未点亮时屏体呈透明状态，点亮后发出深红光，呈现出多种流水动态效果，具有3D纵深感。该车灯打造轻量化设计的同时兼顾了功能性，实现了人与车、车与车之间的信息交流与互动功能。
翌光与延锋合作研发的OLED汽车尾灯
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基于雷达和视觉识别技术的智能化
LED汽车前照灯技术
基于雷达和视觉识别技术的智能化LED汽车前照灯
城市照明模式：车速在60km/h以下，系统切换到最佳城市道路灯光设定。
高速公路照明模式：车速超过90km/h时（保持5s），或超过110km/h时立即启动。左侧车道灯光减弱为不炫目模式，避免对面车辆炫目；跟车或超车时，前方车辆的后视镜眩光将减弱。
市郊照明模式：车速高于70km/h时，灯光增强，改善当前车道和道路侧的照明，对面车辆和前方车辆不会被强光干扰。
弯道照明模式：车速在0-40km/h时如近光灯和转向灯开启，方向盘转弯半径大于120度时，对弯道照明。车速在40-70km/h时，方向盘转弯半径大于120度，无须开转向灯自动对弯道照明。
泊车照明模式：挂入倒车档且前照灯开启时，激活两侧角灯和倒车灯，照亮周围区域。之后将保持短时照亮，前进车速超过7km/h时熄灭。
节能模式：车辆静止时，配合发动机自动启停，自动进入节能模式。
结语：
汽车照明智能控制技术是光源技术、电气技术、微电子技术、检测技术、微机技术、自控技术、传感技术和通信技术的紧密结合和相互渗透的结晶。随着人类高新技术在汽车照明领域的广泛应用，汽车照明控制技术将不断向节能化、智能化、信息化、人性化、艺术化和个性化方向发展。智能化控制在汽车照明中占据着重要地位，也是必不可少的一部分，将越来越受到人们的青睐。
完
来源 | 阿拉丁照明网