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英飞凌与Kostal赋予汽车“第六感”

2015-10-13

  全歐洲去年因交通事故喪命的人數多達25,700人,平均每天因交通事故死亡的人數達70人。而多數事故都起因于駕駛人的疏忽。現在有一套全新的系統,將協助駕駛并大幅減少事故的發生。在2015國際汽車展(IAA) 上,德國Leopold Kostal展示一套以攝影式的駕駛輔助系統,而這套系統采用英飛凌科技(Infineon)在此領域的專業知識。

  此系統可偵測駕駛是否出現睡意(不斷點頭)或注意力分散,接著汽車將立即做出回應,像是透過座椅發出震動或發出警示音。駕駛越能降低疏忽,就能將更多注意力放在開車本身。為快速準確做出回應,輔助和緊急煞車系統能在可能發生緊急事故之前自動啟動。

  配備Kostal 3D攝影機系統的汽車將在2018年投入組裝線,這套光學系統體積僅49×29公厘(約2×1英寸),并將嵌入到儀表板內:攝影機將透過方向盤正面“監控”駕駛的身體和頭部,除了準確追蹤駕駛頭部的位置,還能在駕駛帶眼鏡或墨鏡的情況下辨識眨眼的動作。

  3D攝影機采用紅外線,即使光線狀況不斷變動或在黑暗中也能發揮作用。這套攝影機采用英飛凌的Real3 3D影像感測器晶片,能以每秒50次的頻率和10萬個像素的解析度準確記錄,每個像素均可同時辨識距離和亮度值。3D攝影機系統可透過距離資料的深度影像及亮度值的振幅影像,從駕駛臉上找出像是眼睛、眉毛、嘴巴或鼻尖等49個預定點。接著運用演算法,從這些資料中計算出駕駛的專注程度。當系統偵測出駕駛有疲勞的跡象,便會采取應對措施。

  此外,偵測駕駛實際的頭部位置,也有助于透過抬頭顯示器(HUD)將導航資訊投影在擋風玻璃上,讓資訊正確顯示在駕駛的視線內,與前方的街道景象流暢整合。如此一來,無論駕駛頭部如何移動,眼前所看到的導航箭頭都會顯示在道路上的相同位置。

  3D影像感測器晶片是這套攝影機系統的核心元件,采用實差測距(ToF)原理,測量紅外線從攝影機射出到物體,再反射回到攝影機之間的時間,透過時間繼電器便能直接反映出物體的距離。與其他3D測量方法相較下,ToF的深度資料為直接測量,不需經由復雜的演算法進行判斷。此外,配備Real3的3D攝影機進入生產制程末端后很容易校正,并能永久保持,而且只需要一個鏡頭(單眼攝影機架構)。因此體積相較小巧,且不易受到車輛震動的影響。

  3D ToF攝影機可取得高品質的資料,因此在車內不只可用于偵測頭部位置和眨眼動作,也可用來透過頭部移動或身體姿勢控制汽車資訊娛樂系統或空調。例如,車輛可個別設定每位乘客的安全氣囊。此外還能引進全新的車外輔助及安全功能,像是開門輔助,可避免在收費停車場或家里的停車空間開門時撞到其他的車輛、墻壁或天花板。


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