北京時(shí)間03月15日消息，為避免駕駛因分心而發(fā)生意外事故，各大車(chē)廠(chǎng)無(wú)不致力開(kāi)發(fā)更直覺(jué)有效的人機(jī)操控方式。基于三維(3D)成像技術(shù)的時(shí)差測(cè)距(ToF)感測(cè)器，可不受車(chē)內(nèi)外環(huán)境光線(xiàn)的干擾，實(shí)現(xiàn)快速、精準(zhǔn)的手勢(shì)辨識(shí)，已成為汽車(chē)人機(jī)介面設(shè)計(jì)的新選擇。

汽車(chē)行業(yè)越來(lái)越重視保護(hù)乘員和行人免受傷害，并確保實(shí)現(xiàn)更高的安全水準(zhǔn)。與此同時(shí)，客戶(hù)希望在他們的汽車(chē)駕駛過(guò)程中與資訊娛樂(lè)和連接功能互動(dòng)時(shí)，能獲得直觀(guān)的用戶(hù)體驗(yàn)。同時(shí)，在汽車(chē)設(shè)計(jì)中預(yù)計(jì)將會(huì)整合越來(lái)越高水準(zhǔn)的自動(dòng)化駕駛。然而，從目前的先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)所具備的功能過(guò)渡到真正的自動(dòng)操作所應(yīng)有的功能，還有相當(dāng)一段路要走。

這一演變過(guò)程中的一個(gè)重要部分，將會(huì)是在特定情況下，從自動(dòng)模式切換到手動(dòng)模式能夠達(dá)到多么的無(wú)縫。如果能夠做到充分有效，這種改變必須以一種簡(jiǎn)單的、對(duì)使用者友好的方式進(jìn)行。汽車(chē)的ADAS系統(tǒng)將須要不斷存取有關(guān)駕駛員生物力學(xué)和認(rèn)知狀態(tài)的準(zhǔn)確且極詳細(xì)的資訊。

世界衛(wèi)生組織(WHO)最近公布的資料估計(jì)，每年大約有125萬(wàn)人死于道路交通事故。它還發(fā)現(xiàn)駕駛員分心是此類(lèi)事故的主要原因之一--用手機(jī)講電話(huà)或是發(fā)短訊、檢查內(nèi)外后視鏡、和乘客交談、喝水進(jìn)食、讀儀表盤(pán)(車(chē)速表、燃油表等)、應(yīng)對(duì)孩子以及操作資訊娛樂(lè)系統(tǒng)或是導(dǎo)航系統(tǒng)等都是潛在的危險(xiǎn)源。

由于駕駛員分心往往被證明是道路交通事故的原因(或至少具有影響作用)，自動(dòng)緊急煞車(chē)和避撞機(jī)動(dòng)(CollisionAvoidanceManoeuvring)等ADAS系統(tǒng)的價(jià)值便顯而易見(jiàn)。然而，當(dāng)駕駛員神志清醒并能夠?qū)ξｋU(xiǎn)情況做出生物力學(xué)反應(yīng)時(shí)，ADAS系統(tǒng)過(guò)于突然的干預(yù)可能會(huì)被認(rèn)為是不必要或者是更加危險(xiǎn)的。相反，如果ADAS可以完全確定駕駛員狀態(tài)，它就可以更智慧地判斷是否需要接替駕駛員，來(lái)對(duì)危險(xiǎn)情況--例如即將發(fā)生的碰撞--做出反應(yīng)。如果這種情況可以實(shí)現(xiàn)，那么駕駛員位置和運(yùn)動(dòng)的即時(shí)監(jiān)控就至關(guān)重要。

3D成像技術(shù)有助ADAS發(fā)展

通過(guò)使用三維(3D)成像資料，駕駛員的身體姿勢(shì)、他們的頭部位置和手掌定位都可以精確確定。例如，可以確定駕駛員的注意力是在道路上，他們的手是放在方向盤(pán)上。如果由于某種原因不是這種情況，那就可以使用相同的三維資訊來(lái)估計(jì)駕駛員重新適應(yīng)所需的生物力學(xué)反應(yīng)時(shí)間，并與汽車(chē)計(jì)算出的事件界限(EventHorizon)進(jìn)行比較。這時(shí)，如果駕駛員沒(méi)有充分適應(yīng)足夠快的反應(yīng)，ADAS就會(huì)意識(shí)到，如果有潛在危險(xiǎn)情況出現(xiàn)，它可能就需要干預(yù)。

不幸的是，到現(xiàn)在為止，光學(xué)三維成像技術(shù)在汽車(chē)環(huán)境中還難以實(shí)現(xiàn)。其主要原因是，這類(lèi)技術(shù)很難應(yīng)付發(fā)生在普通駕駛情況下的環(huán)境光水準(zhǔn)的大而突然的變化。

另外，配套電子元件必須適合于惡劣的操作條件并支援ASILB/C功能安全標(biāo)準(zhǔn)--很少有供應(yīng)商在這一領(lǐng)域有所專(zhuān)長(zhǎng)。另外，在汽車(chē)中還有一些整合相關(guān)的問(wèn)題需要解決。通常，光感測(cè)器實(shí)現(xiàn)對(duì)于汽車(chē)來(lái)講非常特殊；座艙尺寸或中控臺(tái)/座位朝向若有任何差異，都將對(duì)感測(cè)器系統(tǒng)的有效性產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

不少半導(dǎo)體公司已經(jīng)將時(shí)差測(cè)距(ToF)技術(shù)--該技術(shù)在游戲機(jī)之類(lèi)的應(yīng)用中被用來(lái)做三維成像已經(jīng)有好幾年--采納并將其應(yīng)用到了汽車(chē)行業(yè)。在這項(xiàng)技術(shù)中，紅外光源發(fā)射出一束廣角光束，該光束在撞擊到障礙物后便會(huì)反射回ToF感測(cè)器。感測(cè)器接著檢測(cè)到反射的紅外訊號(hào)，并將其與基準(zhǔn)訊號(hào)做比較。通過(guò)確定所發(fā)生的相移，便可以計(jì)算出到特定障礙物的距離，并繪制出詳細(xì)的三維圖像。

符合AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)的高動(dòng)態(tài)范圍圖像感測(cè)器如MLX75023針對(duì)汽車(chē)應(yīng)用進(jìn)行了高度優(yōu)化；專(zhuān)利畫(huà)素解調(diào)技術(shù)使其可以提供必要的抗強(qiáng)光性。此外，它支援的工作溫度范圍為-40℃至+105℃。時(shí)差測(cè)距成像機(jī)制與其他三維成像技術(shù)相比，安裝到車(chē)頂模組或儀表盤(pán)要容易得多。

改善人機(jī)界面

迄今為止，汽車(chē)時(shí)差測(cè)距技術(shù)已經(jīng)在人機(jī)界面(HMI)上得到關(guān)注--它為手勢(shì)識(shí)別提供了能力(首次使用該技術(shù)的型號(hào)現(xiàn)在也已經(jīng)進(jìn)入市場(chǎng))。因此，不同的汽車(chē)功能可以通過(guò)手掌揮擊和諸如此類(lèi)的操作去實(shí)施，而毋需駕駛員去專(zhuān)門(mén)查看控制臺(tái)(接受或拒絕來(lái)電，調(diào)整音樂(lè)音量等)。雖然，這實(shí)際上僅僅只是一個(gè)開(kāi)始。它有潛力去超越目前的這些界限。通過(guò)增加靈敏度和視場(chǎng)角，時(shí)差測(cè)距成像系統(tǒng)可以用來(lái)描繪整個(gè)駕駛員上身的三維輪廓。同時(shí)，它還允許對(duì)其他汽車(chē)乘客的確切位置及其大小(成人或兒童)進(jìn)行資料收集，以便在必要時(shí)、采用恰當(dāng)?shù)牧Φ纴?lái)打開(kāi)安全氣囊。