未来汽车照明技术之LED篇:让车灯代你“眉目传情”

  • 发表于: 2017/03/20 06:40:00 来源:车云网

持续13天的日内瓦车展既已结束,我们能从这届车展上看到未来的哪些趋势呢?

在月初的日内瓦车展中,捷豹发布了新款F-Type的数个版本,值得注意的是,伴随着新调整的前脸,此次捷豹新车还会搭载更高科技的自适应LED车灯,它可以根据不同路况在城市道路、乡村道路、高速公路以及恶劣天气模式中智能切换,以进一步提高新车安全性。

与此同时,奔驰发布的新款S级宣布也将换装最新的多光束LED车灯总成,据说给S级提供的车灯性能要比眼下E级装配的LED车灯在性能和复杂度方面提升不少。

可以说,在眼下车身材料技术尚未得到实质性突破(除了钢铁和铝材以外,没有更好的汽车生产材料),活塞式发动机的能量转化率也开始触及理论天花板之时,车身的结构和外观设计已经很难产生革命性的变化,因此各个主流汽车品牌,都开始在一些细节方面继续优化设计,探索更加智能的可能。在这个趋势下,照明和人机交互便成了日趋渐热的领域。

不过,在把“智能”的帽子给扣到车灯的头上之前,我们还是要先了解一下车灯是怎么来的?

上帝说:“要有光”,于是便出现了车灯

早在汽车刚被发明出来那阵,在车身侧面挂个煤油灯,几乎是那个时代所有“红眼”司机的无奈之举,因为这盏灯不但照不远,而且一旦汽车颠簸起来,搞不好灯火儿还给晃灭咯,所以与其说这灯是照明用的,倒不如说是警示路人用的:

“嘿,哥们儿,皮皮虾来了,麻烦让一下!”

后来,乙炔灯替代了煤油灯,开始在汽车上值夜班。亮度的略微提升确实让乙炔灯在一段时间内发挥了不小的作用,但乙炔灯工作后生成的氢氧化钙对人体具有腐蚀性,却注定了它也就是个“临时工”。

1913年,螺旋钨丝白炽灯出现在了汽车上,从此,汽车车灯正式定型,并在白炽灯的基础上又进化出了远光灯和近光灯,同时在设计层面也开始浮现现代车灯的雏形。

1968年的Mercedes Benz 300SEL1968年的Mercedes Benz 300SEL

1962年,德国海拉公司发明出了卤素灯泡,并随即应用到了汽车上,更亮的照明效果,更低的成本,更长的使用寿命注定了其在车灯历史上“称王称霸”的重要地位。即使在眼下,依然有很多汽车上使用的还是卤素灯泡。在卤素灯泡之后,一种更好的照明技术被搭载到了汽车车灯上,与卤素照明技术一高一低的形成了搭配,这就是氙气车灯。

至此,纯粹以提升照明质量为目的汽车车灯发展到这里,便可以被划定为一个时代的终结——以纯粹为了优化照明效果为目的的原始进化期;在接下来的汽车车灯继续演变的过程里,上帝就没法插嘴了,汽车车灯将随着“智能”和“文字”的加持,演变出越来越多的形式,同时也将担负起越来越多的任务。

快来人啊!爱迪生的棺材板我压不住啦!!!

上文说到卤素车灯或者氙灯,其实这是我们目前所见汽车中的主流照明装备,虽然照明效果可以说是非常不错了,但是随着我们现在用车环境的变化,以及分配到每个人身上的交通资源的日渐匮乏,车灯单单能够照明,已经是不大跟得上时代的发展了。

譬如,作为老司机的你,在马路上一定遇到过下面的尴尬:

1、面对来车时,因对方忘记关闭远光灯,被灯光晃得睁不开眼睛。

2、看见前方行人过马路,双方都在博弈对方的想法,都在“让”和“闯”之间犹豫。

3、在山路上开夜车,被从灯光死角中蹿出来的东西吓一跳。

所以,在这些特殊情况下,单纯一个照明效果好的车灯(哪怕是可以转向随动的氙气车灯),也解决不了日常生活中面临的一些尴尬了,因此,以LED和激光为代表的新“智能车灯”技术,便应运而生。虽然目前在车灯上采用了LED和激光技术的品牌还不多(逃不过成本和可靠性两个坎)。但是单从性能和潜能来讲,激光和LED确实大大打开了人们对车灯的想象力。

LED技术:让汽车代你“眉目传情”

目前,在LED车灯领域,奔驰是当之无愧的“扛把子”,我们以2016年发布的全新长轴距奔驰E级上搭载的LED车灯为例,说说LED车灯到底能有哪些作为?

在奔驰长轴距E上,LED车灯总计使用了84颗由电脑独立控制的LED点光源,而这84颗LED点光源的亮与灭,则可以通过光学部件的光学约束,组成在前方道路上不同的动态照明效果,实现对精细化照明的需求(譬如我可以实现对某一个部分路面区域的照亮与不照亮的选择)。而下达这些照明指令的来源,则是一个用摄像头以100Hz频率扫描路面获取信息,并结合驾驶模式发出照明指令的高性能电脑。

用曾经困扰我们每一个人的大学食堂来打个比方:

在传统照明技术下,所有人的伙食都是统一的,不管你是不是四川人,也不管你是不是消化不良,大锅饭里只要有辣椒,你就只有是开心或者拉肚子的份儿,当然,你也可以选择不吃(跟不开灯一个道理),但这就意味着你只能吃一顿断一顿,说不定哪天就低血糖昏过去了。

而在LED车灯技术下,大家都端着自己的小盘子去吃自助餐了,你喜欢吃你的波士顿龙虾,我盛了满满一盘子的四川棒棒鸡,大家端个盘子各取各的相互不打扰,整个团队一片和谐。

在实际使用层面,奔驰长轴距E所搭载的LED车灯可以在摄像头发现对向来车,或前方接近另外一部车辆时,根据路况顺次关闭部分负责远光照明的LED模块,从而遮蔽射向对方/前方驾驶员的眩目光线。

如果车辆行驶在蜿蜒曲折的山路上,这辆奔驰E的灯组会随着车辆前进,提前判断弯道方向,动态控制LED单元的照明指令,把常规照明系统无法覆盖的死角照得无所遁形。甚至,这辆奔驰E的LED车灯还能“识别”前车尾部的车牌及道路指示牌,并主动减弱对反光区域的照射强度,保证自身驾驶员的视野中没有刺目的反光。

在未来,从工作原理上接近点阵式显示器的LED车灯,完全有能力担负起让司机与外界交流复杂信息的任务,这个能力是以传统照明技术想都不敢想的一件事(你别想着用车灯的一亮一灭来发莫尔斯电码,因为没有多少人能读懂),譬如说:

我们在想谦让行人先过马路的时候,完全可以在行人眼前的路面上投射出人行道的图案来传递自己的意图,而不像现在国内的通病——凑齐了一波行人才会过马路。

另外,当路况不佳的时候,LED车灯还可以把缺失的道路标志直接投射在路面(譬如限速,前方有学校什么的),提醒驾驶者注意;甚至,我们还可以设想在不久的未来,LED车灯甚至能像投影仪一样工作,我们只需要把车停在一堵墙的前面,就可以把电影投射到对面墙上,坐在车里跟女朋友一起看电影了(干掉汽车电影院的节奏);或者说当车辆在路边抛锚的时候,车尾灯完全可以在后方的路面上投射一个三角警示标的符号,免得我们在慌乱之中忘了在车后方布置安全警示装置。

除了以上这些出色的使用效果, LED车灯技术相比于传统照明技术,还具有节能、发光原件小(允许对车灯进行颠覆性的造型设计)、抗震抗冲击能力强,寿命长,工作要求低等特点。但是,在照明距离这个方面,LED照明技术相对于氙气照明技术并没有得到实质性的提高,因此,激光车灯顺势而生(详情请见下篇《未来汽车照明技术之激光篇:给驾驶员一门“意大利炮”》)。

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