全球交通事故的頻發(fā)促使汽車(chē)安全系統(tǒng)不斷演變。電子電氣部件日漸復(fù)雜，集成度提升，導(dǎo)致出現(xiàn)故障的可能性增大，汽車(chē)安全系統(tǒng)從最初的被動(dòng)安全、主動(dòng)安全發(fā)展到安全性預(yù)測(cè)，功能安全的概念開(kāi)始出現(xiàn)。

　　她解釋道，主動(dòng)安全是指在事故發(fā)生前進(jìn)行預(yù)處理，使故障的影響減低到最小，諸如ABS、ESC等穩(wěn)定系統(tǒng)都屬于該范疇。近幾年出現(xiàn)的安全性預(yù)測(cè)更進(jìn)一步，通過(guò)系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)故障是否發(fā)生，在故障發(fā)生前給出預(yù)警。除了底盤(pán)與安全，功能安全現(xiàn)在還涉及動(dòng)力總成以及車(chē)身系統(tǒng)。

　　視覺(jué)傳感技術(shù)

　　在轉(zhuǎn)向與倒車(chē)時(shí)提供查看車(chē)后的后視攝像頭現(xiàn)已成為主流。到2018年，美國(guó)擬強(qiáng)制要求汽車(chē)制造商在每一輛新車(chē)內(nèi)安裝后視攝像頭，因?yàn)檫@項(xiàng)法規(guī)，制造商早在2014年開(kāi)始推出配備后視攝像頭的新汽車(chē)。

　　目前的新趨勢(shì)是環(huán)視攝像頭系統(tǒng)，采用四到五個(gè)廣角攝像頭，安裝在汽車(chē)的前后方和兩側(cè)，提供360度鳥(niǎo)瞰視圖或前/后拆分視圖，而一些更先進(jìn)的系統(tǒng)甚至可以提供盲點(diǎn)檢測(cè)和停車(chē)輔助。

　　早在2005年，夜視攝像頭就已經(jīng)配置在奔馳S系列汽車(chē)中?，F(xiàn)在，E系列汽車(chē)也提供這項(xiàng)技術(shù)。通常，夜視攝像頭使用長(zhǎng)距離發(fā)光二極體（LED）燈，使汽車(chē)前方的距離看得更遠(yuǎn)。當(dāng)前的夜視攝像頭還增加了行人檢測(cè)，當(dāng)行人或物體靠近車(chē)輛時(shí)，以監(jiān)視器或汽車(chē)擋風(fēng)玻璃上的抬頭顯示器（Heads-up Display）給駕駛者提供警告資訊。

　　自動(dòng)遠(yuǎn)光燈控制是一項(xiàng)新的技術(shù)，使駕駛者能夠更好地看清道路彎道周?chē)?。根?jù)公路損失資料協(xié)會(huì)（Highway Loss Data Institute）的調(diào)查，使用自適應(yīng)前大燈（Adaptive Headlights）后，財(cái)產(chǎn)損失責(zé)任保險(xiǎn)的索賠下降了10%。為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，攝像頭被安裝在后視鏡上，當(dāng)汽車(chē)接近迎面而來(lái)的車(chē)輛，以及汽車(chē)在同一方向行駛中超車(chē)時(shí)進(jìn)行檢測(cè)，并關(guān)掉遠(yuǎn)光燈。它可以在近光和遠(yuǎn)光間切換，但會(huì)根據(jù)迎面車(chē)輛的接近距離而逐漸增大或降低燈光分布。此外，它還可在急轉(zhuǎn)彎時(shí)對(duì)遠(yuǎn)光燈進(jìn)行調(diào)暗，在完成轉(zhuǎn)彎后，假如沒(méi)有迎面車(chē)輛駛近時(shí)，重新啟用遠(yuǎn)光車(chē)前燈。

　　其他創(chuàng)新的車(chē)輛安全特性包括自我調(diào)整導(dǎo)航控制、前部碰撞警報(bào)系統(tǒng)、自動(dòng)緊急制動(dòng)；行人檢測(cè)和車(chē)道偏離報(bào)警也越來(lái)越普及。這些特性使用攝像頭或者攝像頭加雷達(dá)/鐳射雷達(dá)來(lái)監(jiān)測(cè)道路以及危險(xiǎn)狀況，甚至有時(shí)輔助駕駛者來(lái)自動(dòng)剎車(chē)，從而避免撞車(chē)。因此，自動(dòng)緊急剎車(chē)系統(tǒng)在新汽車(chē)中日益普及。

　　駕駛者監(jiān)控是汽車(chē)技術(shù)中的最新應(yīng)用，使用攝像頭來(lái)檢測(cè)瞌睡的駕駛者，當(dāng)認(rèn)為駕駛者疲勞或不清醒時(shí)便發(fā)出視覺(jué)或聲音警告。駕駛者監(jiān)控系統(tǒng)須要考慮的其他因素還包括車(chē)速、道路狀況、加速和減速模式。

　　在不久的將來(lái)即可應(yīng)用到車(chē)輛上且基于視覺(jué)的技術(shù)，包括了用于人機(jī)界面的手勢(shì)識(shí)別、后視鏡/側(cè)視鏡替代方案，以及安全氣囊配置。在手勢(shì)控制中，駕駛者可以與資訊娛樂(lè)中心或控制臺(tái)相連接，毋須觸摸任何按鈕或顯示器。在后視鏡/側(cè)視鏡替代方案方面，可使用攝像頭在車(chē)載屏幕上即時(shí)顯示后方/側(cè)方的狀況。至于安全氣囊配置，攝像頭可以檢測(cè)方向盤(pán)后駕駛者的準(zhǔn)確位置，萬(wàn)一發(fā)生碰撞，安全氣囊可以精確配置來(lái)保護(hù)駕駛者的要害部位。

　　這些新功能的一個(gè)實(shí)際例子就是雪佛蘭的2015款 Corvette，其帶有用于性能資料記錄儀的攝像頭，按照駕駛者的視角安裝在頂蓬裝飾中，并將資料記錄在SD卡。

　　雷達(dá)傳感技術(shù)

　　由于成本下降，越來(lái)越多雷達(dá)系統(tǒng)被用于汽車(chē)應(yīng)用中，尤其在短程和遠(yuǎn)端檢測(cè)和識(shí)別中更為明顯。遠(yuǎn)端雷達(dá)系統(tǒng)通常安裝在汽車(chē)的前部，用于前視應(yīng)用，比如自我調(diào)整導(dǎo)航控制、制動(dòng)輔助和碰撞警報(bào)。奧迪的Pre Sense Front Plus是遠(yuǎn)端雷達(dá)系統(tǒng)實(shí)例，設(shè)計(jì)用于幫助避免或減少碰撞前方車(chē)輛后部的事故，無(wú)論前方車(chē)輛是移動(dòng)中還是靜止的。

　　短程雷達(dá)系統(tǒng)包括盲點(diǎn)檢測(cè)、側(cè)碰警報(bào)、兩側(cè)來(lái)車(chē)警告系統(tǒng)（Cross-traffic Alert）和車(chē)道變換輔助?？巳R斯勒的Cross Path Detection System包括外側(cè)視鏡中的視覺(jué)指示器。福特的系統(tǒng)稱(chēng)為Cross Traffic Alert，是外側(cè)視鏡報(bào)警指示器。

　　近期的技術(shù)發(fā)展推動(dòng)是將無(wú)線連接增加到車(chē)輛中。這種設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)之一是采用無(wú)線區(qū)域網(wǎng)路（Wi-Fi）和全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）訊號(hào)組合，車(chē)輛可以與其他車(chē)輛（V2V）或道路基礎(chǔ)設(shè)施（V2I）進(jìn)行通訊。

　　這方面的實(shí)例就是在一列車(chē)輛中，當(dāng)前面一部汽車(chē)開(kāi)始剎車(chē)，后面的所有車(chē)輛都接收到訊號(hào)并相應(yīng)地修改速度和距離。在車(chē)輛對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施通訊實(shí)例中，汽車(chē)可以變成一個(gè)熱點(diǎn)，并用無(wú)線電接收任何建基于位置的服務(wù)資訊。聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)還可以與自動(dòng)駕駛聯(lián)合工作。美國(guó)國(guó)家公路交通安全管理局最近宣布，鑒于美國(guó)聯(lián)網(wǎng)車(chē)輛具有極佳的安全效應(yīng)，他們正提議在10年內(nèi)強(qiáng)制在新汽車(chē)中使用某些技術(shù)。該公告給制造商發(fā)出訊息，那就是車(chē)聯(lián)網(wǎng)的車(chē)輛代表了汽車(chē)安全的下一階段發(fā)展趨勢(shì)。

　　攝像頭技術(shù)在ADAS中扮演關(guān)鍵環(huán)節(jié)

　　到目前為止，本文已經(jīng)探討了許多新的汽車(chē)技術(shù)。在所有這些技術(shù)中，以影像為基礎(chǔ)的系統(tǒng)是最突出的。隨著攝像頭成本下降、傳感性能提升和智慧視覺(jué)演算法的發(fā)展，在不久將來(lái)，至少八到十個(gè)攝像頭將在后視/環(huán)視和夜視系統(tǒng)、先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）、視鏡替代和行車(chē)記錄儀、駕駛/車(chē)輛界面等應(yīng)用中使用。

　　不久將來(lái)，正如手機(jī)一樣，由于攝像頭可提供的安全性和便利，當(dāng)消費(fèi)者決定購(gòu)買(mǎi)汽車(chē)時(shí)，攝像頭將成為汽車(chē)的關(guān)鍵差異化因素。根據(jù)產(chǎn)業(yè)的調(diào)查研究，到2020年攝像頭出貨量將上升到超過(guò)二億部。汽車(chē)攝像頭應(yīng)用的關(guān)鍵成長(zhǎng)因素將會(huì)是ADAS，2014年歐洲NCAP開(kāi)始推動(dòng)這項(xiàng)安全要求，而從2018年開(kāi)始，美國(guó)將強(qiáng)制實(shí)施后視攝像頭。另外，環(huán)視攝像頭應(yīng)用和停車(chē)輔助也將在這段預(yù)測(cè)期間快速成長(zhǎng)。

　　與手機(jī)用攝像頭不同，車(chē)規(guī)級(jí)攝像頭要求更嚴(yán)格，尤其在低照度下的性能、動(dòng)態(tài)范圍、近紅外線（NIR）敏感性、在攝氏-40到 105℃寬溫度范圍下的圖像品質(zhì)、長(zhǎng)期可靠性、圖像資料完整性和穩(wěn)健性等方面。另外，所有出貨給汽車(chē)應(yīng)用的圖像傳感器都要求符合AEC-Q100以及在ISO/TS 16949認(rèn)證的設(shè)施中生產(chǎn)。如果在廣泛的品質(zhì)/可靠度性能方面沒(méi)有大量的研發(fā)和投入，就很難為汽車(chē)視像系統(tǒng)設(shè)計(jì)和制造圖像傳感器。隨著安全應(yīng)用中智慧設(shè)計(jì)的增加，例如ADAS，圖像傳感器的性能也須要相應(yīng)地提高。

　　以下是在圖像傳感器技術(shù)方面的某些關(guān)鍵進(jìn)展，可滿足當(dāng)前和未來(lái)汽車(chē)影像系統(tǒng)的需求：

　　1、低照度功能

　　對(duì)于汽車(chē)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，低照度下的性能非常重要。例如，在后視攝像頭中，有時(shí)僅有的光源來(lái)自汽車(chē)的倒車(chē)燈。為了看到汽車(chē)后部區(qū)域，須要安裝具有非常好圖像傳感器的攝像頭，以便在低于1勒克斯（Lux）的環(huán)境中進(jìn)行查看。

　　2、高動(dòng)態(tài)范圍

　　在實(shí)際駕駛情況下，常常會(huì)遭遇很有挑戰(zhàn)性的高反差背光條件。如果有太亮的光，部分圖像可能發(fā)白或出現(xiàn)斑點(diǎn)。更糟的是，如果場(chǎng)景既有非常明亮的區(qū)域，也有非常暗的區(qū)域，普通攝像頭將很難準(zhǔn)確地捕捉整個(gè)場(chǎng)景，這樣的極端情況須要攝像頭在超過(guò)100dB的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)工作。

　　如果沒(méi)有高動(dòng)態(tài)范圍（HDR），交通標(biāo)志識(shí)別、物體檢測(cè)等ADAS應(yīng)用中的準(zhǔn)確性將會(huì)變差。為實(shí)現(xiàn)HDR攝影機(jī)，圖像感測(cè)器需要特殊的曝光技術(shù)來(lái)增強(qiáng)動(dòng)態(tài)范圍，以便捕捉非常亮和非常暗的部分場(chǎng)景。靈敏的HDR汽車(chē)成像儀，能夠在明顯不同的照明條件下工作，而這正是汽車(chē)攝像頭應(yīng)用的一個(gè)關(guān)鍵特性。

　　3、NIR敏感性

　　駕駛者監(jiān)控、手勢(shì)控制和夜視等新興應(yīng)用需要非常高的近紅外光敏感性，因?yàn)榇祟?lèi)應(yīng)用需要850至940nm的近紅外線光譜儀來(lái)照亮場(chǎng)景或?qū)崿F(xiàn)3D感測(cè)工作。

　　消費(fèi)者越來(lái)越渴望先進(jìn)的汽車(chē)技術(shù)，這些渴望由科技應(yīng)用的增加所引發(fā)，并且成為汽車(chē)的購(gòu)買(mǎi)要素，這實(shí)際上鼓舞了汽車(chē)制造商在使用科技特性做為其在差異化方面的創(chuàng)新。這里討論一些目前汽車(chē)市場(chǎng)正在考慮的智能制造技術(shù)。