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，各大車廠無不致力開發(fā)更直覺有效的人機(jī)操控方式?；谌S(3D)成像技術(shù)的時(shí)差測距(ToF)感測器，可不受車內(nèi)外環(huán)境光線的干擾，實(shí)現(xiàn)快速、精準(zhǔn)的手勢辨識，已成為汽車人機(jī)介面設(shè)計(jì)的新選擇。

汽車行業(yè)越來越重視保護(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)，客戶希望在他們的汽車駕駛過程中與資訊娛樂和連接功能互動時(shí)，能獲得直觀的用戶體驗(yàn)。同時(shí)，在汽車設(shè)計(jì)中預(yù)計(jì)將會整合越來越高水準(zhǔn)的自動化駕駛。然而，從目前的先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)所具備的功能過渡到真正的自動操作所應(yīng)有的功能，還有相當(dāng)一段路要走。

這一演變過程中的一個(gè)重要部分，將會是在特定情況下，從自動模式切換到手動模式能夠達(dá)到多么的無縫。如果能夠做到充分有效，這種改變必須以一種簡單的、對使用者友好的方式進(jìn)行。汽車的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125萬人死于道路交通事故。它還發(fā)現(xiàn)駕駛員分心是此類事故的主要原因之一--用手機(jī)講電話或是發(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(車速表、燃油表等)、應(yīng)對孩子以及操作資訊娛樂系統(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)，自動緊急煞車和避撞機(jī)動(CollisionAvoidanceManoeuvring)等ADAS系統(tǒng)的價(jià)值便顯而易見。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)過于突然的干預(yù)可能會被認(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，來對危險(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

通過使用三維(3D)成像資料，駕駛員的身體姿勢、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，并與汽車計(jì)算出的事件界限(EventHorizon)進(jìn)行比較。這時(shí)，如果駕駛員沒有充分適應(yīng)足夠快的反應(yīng)，ADAS就會意識到，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)在汽車環(huán)境中還難以實(shí)現(xiàn)。其主要原因是，這類技術(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)域有所專長。另外，在汽車中還有一些整合相關(guān)的問題需要解決。通常，光感測器實(shí)現(xiàn)對于汽車來講非常特殊；座艙尺寸或中控臺/座位朝向若有任何差異，都將對感測器系統(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)差測距(ToF)技術(shù)--該技術(shù)在游戲機(jī)之類的應(yīng)用中被用來做三維成像已經(jīng)有好幾年--采納并將其應(yīng)用到了汽車行業(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反射回ToF感測器。感測器接著檢測到反射的紅外訊號，并將其與基準(zhǔn)訊號做比較。通過確定所發(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)的高動態(tài)范圍圖像感測器如MLX75023針對汽車應(yīng)用進(jìn)行了高度優(yōu)化；專利畫素解調(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)差測距成像機(jī)制與其他三維成像技術(shù)相比，安裝到車頂模組或儀表盤要容易得多。

改善人機(jī)界面

迄今為止，汽車時(shí)差測距技術(shù)已經(jīng)在人機(jī)界面(HMI)上得到關(guān)注--它為手勢識別提供了能力(首次使用該技術(shù)的型號現(xiàn)在也已經(jīng)進(jìn)入市場)。因此，不同的汽車功能可以通過手掌揮擊和諸如此類的操作去實(shí)施，而毋需駕駛員去專門查看控制臺(接受或拒絕來電，調(diào)整音樂音量等)。雖然，這實(shí)際上僅僅只是一個(gè)開始。它有潛力去超越目前的這些界限。通過增加靈敏度和視場角，時(shí)差測距成像系統(tǒng)可以用來描繪整個(gè)駕駛員上身的三維輪廓。同時(shí)，它還允許對其他汽車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纴泶蜷_安全氣囊。