编者按:现在的汽车是轮子上加电脑,将来的汽车就是电脑上加轮子。以后的汽车厂商也许应该划入IT行业了。
“我正在以每小时145公里的速度穿过法国的东部,道路两边的标志牌在我眼前一闪而过。我看了一眼后视镜,后方没有车,于是我假装打瞌睡,将车渐渐地左移,在车就要穿越马路中线的时候,我的座椅开始震动,这是因为车载的红外传感器检测到了马路中线的颜色。然后我又让车向右侧移动,也就是说,如果我在驾驶中分神的话,震动的座椅可使我立即集中注意力。”这是驾驶一款雪铁龙样车的一位试车员写下的记录。看起来,汽车似乎长了“眼睛”。
汽车有这么聪明吗?在国内很多人的概念里,汽车就是发动机和几个椅子包在铁皮壳里,再装上四个轮子。甚至连吉利集团董事长李书福也曾对汽车有类似的描述。不过,这样的认识显然早已落后于现实的发展。现在的汽车早已经摆脱了纯粹机械产品的范畴。
“现在,一款很普通的福特汽车(Tairus)的计算能力,已比当年阿波罗航天计划中耗费几百万美元研制的大型计算机还要强出数倍。”郭孔辉院士为人们形象地描绘了当前汽车的智能化情况。当今的汽车同 20年前的汽车相比,燃料效率至少已提高两倍,而排放有害气体量却只有原来的十分之一。这其中相当大的功劳应归于车载微处理器所进行的控制。目前高档轿车和卡车中使用的微处理器多达80个,中档轿车和卡车使用的微处理器从40至50个,而且汽车中的微处理器数量还在随着仪表板或发动机不断增加新功能而增长。
如果说微处理器是控制汽车的大脑,那么传感器就是汽车的感觉器官。没有传感器的信号捕捉与传送,微处理器无法对外界的情况做出反应,汽车的智能化也就无从谈起。汽车内传感器的种类很多,比如汽车自动巡航系统,就需要车速、测距雷达、扭矩、转角位置等多种传感器来为其提供完善的信息服务。
在人类的各种感觉中,视觉是信息量最大的,大概占到人类感觉80%的信息量。显然现在的汽车里图像传感器的比例还不够高,因为图像信号的处理对性能要求较高,图像传感器的成本也相对较高,这些都限制了图像传感器在汽车中的使用。汽车对安全性要求的提高给图像传感器带来了极大的需求。CMOS 图像传感器由于低成本、低功耗以及易集成的特性,非常适合在汽车上使用。业界一些原来做图像传感器的厂商,如豪威科技公司(OmniVision Technologies)、安捷伦公司(Agilent)、韩国Hynix半导体公司(Hynix Semiconductor)等,也纷纷进入汽车电子市场。美国一家调研公司真相公司(IT Facts),摄像头市场将是汽车芯片市场中增长势头最为强劲的板块之一。如果每辆汽车装十个摄像头,其总市场价值就可以达到16亿美元,与目前的彩信手机摄像头市场等值。
图像传感器或者摄像头在汽车的应用主要是汽车内部的智能避祸系统、前视镜、后视镜等。智能避祸系统有智能气囊、驾驶员瞌睡和醉酒检查、后座儿童监视等功能,这些功能都依赖于图像传感器对监视情况进行拍摄,然后将画面转化成数据与预先设定的数据进行对比,如果出现异常情况就会控制汽车做出反应。比如智能气囊可以通过座位上乘客的身材来判定是否打开气囊甚至控制气囊打开的程度,因为气囊的打开对一个没有任何约束(未系安全带,未配备儿童安全座椅、安全垫)的儿童存在致命的危险;还有,如果座位上没有人,气囊在紧急情况下也不会打开,节约了气囊的开销。现在的汽车一般靠开关来控制气囊是否打开,智能气囊则可以自行判断是否需要打开。同样,驾驶员在瞌睡或者醉酒的情况下,他的行为也会异于常人,摄像头拍到画面经过智能识别,会命令汽车立即刹车,然后发动机熄火,消除了危险驾车的隐患。当前方路口的红绿灯转成红色或者有儿童从路旁突然冲入行车道时,摄像头也能够提前发现,简而言之,就是一个驾驶员所能看到的一切,传感器都能察觉到,甚至驾驶员视距外的路况信息也能得到。
这些摄像头的出现也让汽车上的那些反光镜失去了存在的价值。前视镜、后视镜都可以用摄像头代替,其中侧部后视镜的取消对汽车风阻系数的改善影响很大,对改善汽车性能很有帮助。除了完成原来这些反光镜的功能,借助计算机的智能识别,还可以做到传统反光镜做不到的事情,比如盲点警告与显示。倒车或停车时,传统的反光镜会有盲点,只能靠外面的人来提醒或者自己估计,但是用了摄像头以后,盲点不复存在,车子周围的情况都显示在显示屏上。通过对周围环境的分析,汽车还可以自动控制倒车方向,在狭小的地方停车不再是一件技术活。如果再加上智能导航系统,今后可能连盲人都能开车了!图像传感器几乎代替了驾驶员的眼睛。
一位汽车工程教授曾经说过:现在的汽车是轮子上加电脑,将来的汽车就是电脑上加轮子。以后的汽车厂商也许应该划入IT行业了。
(信息周刊)