激光二极管和红外发射器技术使自动驾驶更接近现实

作者：欧司朗光电半导体红外产品营销经理RAJEEV THAKUR ，

低成本激光雷达可在城市环境中实现自动驾驶

在打造世界上第一辆自动驾驶汽车的竞赛中，新的 ADAS（高级驾驶辅助系统）——例如为满足 2018 年欧洲 NCAP（新车评估计划）而开发的低成本（光检测和测距）激光雷达检测系统紧急制动要求——正在帮助铺平道路。LIDAR 根据雷达原理工作，但使用来自专用红外脉冲激光器的光。当前的系统庞大且昂贵。Phantom Intelligence 的新型 Wideview LIDAR 系统结构紧凑、成本较低，已被证明在城市驾驶中用于低速障碍物检测的可靠性。

Phantom Intelligence 使用欧司朗光电半导体的红外脉冲激光二极管和光电二极管开发了耐候性 LIDAR 系统，用于检测道路上的物体并帮助防止碰撞。这些激光器在 70 W 峰值输出功率下可提供高达 40% 的高效率，从而实现较长的工作寿命。考虑到它们的短开关时间，光电二极管特别适用于测量短光脉冲。将 Phantom 的激光雷达集成到车辆中以启用主动安全功能的原始设备制造商也可以实现成本节约并获得更好的性能。

激光雷达可以安装在挡风玻璃内部和后视镜后面，这种方法比安装在车辆的前保险杠上提供更好的性能一致性，并在车辆损坏的情况下降低更换成本。该技术非常适合需要满足 Euro NCAP 城市驾驶自动紧急制动要求的低端车辆。随着安全技术随着法规和自动驾驶的发展，激光雷达与摄像头和雷达相辅相成，可以为汽车制造商提供足够的周围环境信息，以导航全自动驾驶汽车。

欧洲和美国的 NCAP 法规要求车辆符合某些标准才能获得五星级的车辆安全评级。借助欧司朗的照明技术，Phantom Intelligence 计划改进下一代激光雷达系统，以改进障碍物检测和碰撞缓解解决方案，提高所有车辆的安全性。

Phantom Intelligence 总裁 Jean-Yves Deschenes 表示：“我们的最终目标是提高安全性、减少后顾之忧并缩短旅行时间。

Phantom Intelligence 和欧司朗创造了一种紧凑、更便宜的激光雷达单元，可用于城市驾驶中的低速障碍物检测。（图片：幻影智能）

带有集成驱动器的欧司朗高功率脉冲激光二极管简化了激光系统的设计并降低了成本。（图片：欧司朗）

驾驶员安全方面的进步

驾驶员监控也是推进自动驾驶所需的一项重要技术。在驾驶员需要从汽车上收回控制权的情况下，监控系统将需要“监视”驾驶员，以便给他们足够的时间来安全地这样做。需要用于 IR（红外）的特殊图像传感器，因为使用的发射器应尽可能匹配图像传感器的灵敏度峰值，并提供足够的照明，而不会分散驾驶员的注意力或导致眼睛安全问题。

驾驶员监控可以警告疲劳的驾驶员靠边停车休息。它还支持其他 ADAS 功能，例如车道偏离警告以及在自动和手动驾驶模式之间切换。在极端情况下，例如酒后驾车，它可以使车辆瘫痪。到目前为止，该技术在 940 nm 红外波长处一直存在可见度限制。一种新的汽车摄像头系统已经开发出来，可以在可见光和红外光谱中工作，现在可供原始设备制造商使用。该系统将欧司朗光电半导体的红外发射器与 Advanced Vision Systems 的新相机相结合，创造出第一台在可见光（400-700 nm）和近红外（940 nm）光谱中具有出色图像质量的红外相机。欧司朗开发了特殊的汽车级红外发射器，使 Advanced Vision Systems 能够在相机和眼睛安全所需的照明之间找到适当的平衡。通常，这项技术需要两个不同的相机和交替的滤镜。

驾驶员监控技术使用带主动照明的红外摄像机。摄像头安装在车内，朝向驾驶员的面部，以监控他们的眼睛和面部。欧司朗 IR 940 nm 高功率堆栈发射器的主动照明提供人眼无法察觉的光。光线从驾驶员的面部反射并由图像传感器捕获。

目前正在生产的相机在夜间或光线不足的情况下无法正常工作。它们不会在红外光谱中产生高质量的图像，并且需要 850 nm 发射器，因为人眼对这个波长更敏感，所以会发出红光，可能会分散驾驶员的注意力。Advanced Vision Systems 的新相机使用欧司朗的 940 nm 发射器 SFH 4725S，可消除红光，使用更少的 LED，并且每个 LED 所需的功耗更低。除了更高效、更安全的驾驶员监控摄像头外，在其他汽车应用中的潜在用途还包括用于盲点检测的侧视或环视摄像头、用于交叉路口警报的后视摄像头和自动泊车。它是一种理想的驾驶员监控解决方案，可为其他应用节省成本。

审核编辑 黄昊宇