汽車(chē)上那些你可能不知道的激光技術(shù)

　　谷歌自動(dòng)駕駛測(cè)試車(chē)
　　
　　在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)收集方面，安裝在車(chē)輛上的傳感器起著非常關(guān)鍵的作用，這些包括攝像頭、雷達(dá)和超聲波傳感器等。事實(shí)上，這些技術(shù)已經(jīng)在今天的車(chē)輛上得到了普遍的應(yīng)用，用于提升行車(chē)安全，比如車(chē)道保持、緊急剎車(chē)系統(tǒng)和倒車(chē)輔助等。但是，這些傳感器技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)，在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛方面任何一種技術(shù)都無(wú)法滿足需求。而另外一種用于探測(cè)和測(cè)距技術(shù)——激光雷達(dá)在汽車(chē)上的應(yīng)用，與這些傳感器互為補(bǔ)足，加快了自動(dòng)駕駛汽車(chē)的實(shí)現(xiàn)。
　　
　　激光雷達(dá)又稱(chēng)LIDAR（激光探測(cè)及測(cè)距），是以發(fā)射激光光束探測(cè)目標(biāo)的位置、速度及距離等特征的系統(tǒng)。據(jù)了解，激光雷達(dá)較初用于軍事領(lǐng)域，作為目標(biāo)探測(cè)和跟進(jìn)系統(tǒng)，被認(rèn)為是更難被敵軍干擾和探測(cè)到的裝置。有別于攝像頭和超聲傳感器，激光雷達(dá)通過(guò)讀取激光反射數(shù)據(jù)，可以準(zhǔn)確判斷出物體的形狀和位置，甚至可以探測(cè)出車(chē)道的標(biāo)記、坑洼和坡度，這些數(shù)據(jù)對(duì)于汽車(chē)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛來(lái)說(shuō)非常重要。此外，由于激光光束射程遠(yuǎn)，它可以探測(cè)更遠(yuǎn)的物體，使汽車(chē)可以“看”得更遠(yuǎn)。
　　
　　在谷歌的自動(dòng)駕駛汽車(chē)上，其定位導(dǎo)航系統(tǒng)便采用了64級(jí)激光技術(shù)進(jìn)行物體探測(cè)和測(cè)距，能夠收集超過(guò)100萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的信息，提供關(guān)鍵位置信息及導(dǎo)航功能。除了谷歌之外，包括豐田、大眾、寶馬、奧迪、日產(chǎn)等在內(nèi)的OEM公司以及大陸、博世及德?tīng)柛５纫患?jí)供應(yīng)商，都在研發(fā)和測(cè)試自動(dòng)駕駛汽車(chē)技術(shù)，此外，百度公司的無(wú)人駕駛汽車(chē)也已經(jīng)上路測(cè)試，這些公司自然也都用到了激光雷達(dá)技術(shù)。在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，自動(dòng)駕駛汽車(chē)的發(fā)展將為激光雷達(dá)創(chuàng)造巨大的市場(chǎng)需求。
　　
　　激光HUD：提高行車(chē)安全
　　
　　抬頭顯示器（HUD），也稱(chēng)平視顯示器，近來(lái)年在汽車(chē)上受到了越來(lái)越多的關(guān)注。這種設(shè)備將車(chē)輛的行駛信息通過(guò)投影的方式投射到前擋風(fēng)玻璃上，比如車(chē)速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、導(dǎo)航信息、油量以及一些警告信息等。抬頭顯示器可以讓駕駛員在車(chē)輛行駛過(guò)程中將目光保持在前方道路上，不必低下頭去看這些信息，因此幫助提高了行車(chē)安全。
　　
　　傳統(tǒng)上，抬頭顯示器利用燈泡作為光源直接利用屏幕反射的方式顯示數(shù)據(jù)，其顯示效果與光源質(zhì)量和明亮度有很大關(guān)系。如同投影儀一樣，抬頭顯示器的光源也從經(jīng)歷了傳統(tǒng)的燈泡逐漸轉(zhuǎn)向LED，直至今天的激光技術(shù)。初款激光抬頭顯示器較早出現(xiàn)在2011年拉斯維加斯消費(fèi)類(lèi)電子展上，奧迪與先鋒公司各自展出了這項(xiàng)技術(shù)。
　　
　　以先鋒公司的產(chǎn)品為例，它主要利用RGB激光技術(shù)，采用具有較高功率的紅、綠、藍(lán)單色激光器為光源，混合成全彩色，當(dāng)掃描速度高于所成像的臨界閃爍頻率，就可以滿足人眼“視覺(jué)殘留”的要求，人眼就可清晰觀察。與傳統(tǒng)的抬頭顯示器相比，激光技術(shù)所顯示出來(lái)的數(shù)據(jù)會(huì)更加清晰，即使在日光較強(qiáng)的室外也還可以看清楚，除此之外，其顯示出的數(shù)據(jù)信息會(huì)比傳統(tǒng)在主板上的焊接LED來(lái)顯示的數(shù)據(jù)更加靈活。
　　
　　率先將激光抬頭顯示器應(yīng)用于量產(chǎn)車(chē)上的是捷豹公司，在其全新一代XE車(chē)型上首度搭載了激光抬頭顯示器。捷豹公司表示，這款抬頭顯示器是業(yè)界初次使用激光投影技術(shù)，與傳統(tǒng)設(shè)備相比，激光投影至擋風(fēng)玻璃上可以減少外界光影的干擾，顯示的畫(huà)面更加清晰，對(duì)比度更高。此外，除了同樣可以提供有關(guān)車(chē)速、導(dǎo)航和地圖等信息外，激光抬頭顯示器的體積比傳統(tǒng)設(shè)備更小，重量也減輕了1/3。
　　
　　據(jù)美國(guó)市場(chǎng)研究公司Marketsand Markets預(yù)測(cè)，2020年大部分國(guó)家抬頭顯示器市場(chǎng)需求將達(dá)90.2億美元，年平均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)26.23%。激光抬頭顯示器得益于其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)也將不斷提高其市場(chǎng)滲透率。
　　
　　激光大燈、激光雷達(dá)和激光HUD，這些都是已經(jīng)在量產(chǎn)車(chē)型上得到了應(yīng)用。但是，激光技術(shù)在汽車(chē)上的應(yīng)用還不僅有于此，比如已經(jīng)有研究機(jī)構(gòu)和汽車(chē)制造商開(kāi)始嘗試將激光器用于發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)的火花塞上來(lái)提高燃燒效率；此外還有汽車(chē)制造商利用激光進(jìn)行手勢(shì)的探測(cè)和測(cè)距（原理等同于前文的激光雷達(dá)），用于手勢(shì)控制系統(tǒng)，進(jìn)行系統(tǒng)的操控。展望未來(lái)，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和新的需求的出現(xiàn)，激光將發(fā)揮更多的潛能，滿足汽車(chē)對(duì)安全、環(huán)保和智能化的需求。
　　
　　2016年3月15日至17日慕尼黑上海光博會(huì)期間，激光業(yè)界各路精英將齊聚上海，助力汽車(chē)制造業(yè)。眾多激光設(shè)備供應(yīng)商將攜新品新技閃亮登場(chǎng)，令觀眾沒(méi)有距離見(jiàn)證激光在汽車(chē)領(lǐng)域的無(wú)盡創(chuàng)新應(yīng)用