功能日趨豐富的智能座艙功能受益于用戶感知更強(qiáng)，正成為汽車企業(yè)競爭差異化的主要切入口。億歐智庫預(yù)計2025年中國乘用車前裝智能座艙的市場滲透率將快速攀升至35%，市場規(guī)模也將大幅增長至1060億元。智能表面通過集成照明、傳感等電子部件，兼具裝飾性與功能性，已成為智能座艙人車交互的核心承載，也是目前最受追捧的智能座艙應(yīng)用之一，更是未來汽車價值提升的關(guān)鍵點之一。
近日，在第11屆EEVIA年度中國硬科技媒體論壇暨產(chǎn)業(yè)鏈研創(chuàng)趨勢展望研討會上，艾邁斯歐司朗大中華區(qū)及亞太區(qū)汽車應(yīng)用技術(shù)總監(jiān)白燕恭，從智能表面的應(yīng)用與挑戰(zhàn)切入，深入分享創(chuàng)新光學(xué)與傳感技術(shù)如何重塑人車交互方式，進(jìn)一步為汽車內(nèi)外新興應(yīng)用帶來新的增長和促進(jìn)。
圖1：艾邁斯歐司朗大中華區(qū)及亞太區(qū)汽車應(yīng)用技術(shù)總監(jiān)白燕恭分享《創(chuàng)新性光學(xué)和傳感技術(shù)如何提升未來汽車價值》
智能表面：未來汽車交互新范式
智能表面作為一項創(chuàng)新技術(shù)，最直觀的理解是以隱藏式電子按鍵取代機(jī)械式按鍵，具備三大突出優(yōu)勢：首先，傳統(tǒng)實體按鍵的成本較高，而智能表面可以實現(xiàn)多種按鍵，并且具備靈活自定義的功能，還可以通過OTA升級來更新按鍵設(shè)置。其次，隨著汽車內(nèi)飾設(shè)計的簡潔化趨勢，隱藏式電子按鍵能夠滿足消費者對內(nèi)飾設(shè)計風(fēng)格統(tǒng)一的要求。最后，智能表面還有助于實現(xiàn)汽車的輕量化設(shè)計。尤其是對于電動汽車而言，輕量化意味著更長續(xù)航，從而減少里程焦慮。
汽車架構(gòu)正從傳統(tǒng)的分布式架構(gòu)，向集中式、中央式架構(gòu)演進(jìn)，而智能表面應(yīng)用的局部集中度也隨之提高。中控作為典型的車內(nèi)智能表面應(yīng)用，集成了各種控制功能。比如，中控采用像素化LED，根據(jù)不同操作、配合不同應(yīng)用條件，顯示不同的顏色或進(jìn)行像素化控制，提供更加豐富的可視化人機(jī)交互信息。同時，中控還集成了觸控和壓力傳感檢測裝置，實現(xiàn)了各種按鍵、滑動條和旋鈕等多種控制功能，大大提升了用戶操作的便利性和有效性。此外，中控還具備根據(jù)環(huán)境光亮度進(jìn)行背光亮度智能調(diào)節(jié)的功能。這可以避免在點亮?xí)r過于刺眼或昏暗不清，提供更加舒適自然的視覺體驗。
圖2：艾邁斯歐司朗汽車內(nèi)飾-中控光學(xué)及傳感應(yīng)用
白燕恭指出，智能表面應(yīng)用的實現(xiàn)并非易事。集中式設(shè)計趨勢下，未來汽車各種功能將集中在不同的域中，智能表面應(yīng)用要將傳感器、控制功能、軟件和算法等集成在一起，并確保它們之間的協(xié)調(diào)和流暢配合，可謂挑戰(zhàn)重重。以亮度調(diào)節(jié)功能為例。人們已經(jīng)習(xí)慣智能手機(jī)上幾乎瞬間響應(yīng)的亮度調(diào)節(jié)，因為它配備了本地光傳感器。而汽車上通常只配置一個中央亮度傳感器，需要先從不同位置向中央域請求獲取亮度數(shù)值后再進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此會存在一些延遲，無法瞬時響應(yīng)。
如何解決這些智能表面應(yīng)用實現(xiàn)中的挑戰(zhàn)？白燕恭以艾邁斯歐司朗新推出的智能RGB LED新品OSIRE? E3731i，以及自研并開源的通信協(xié)議OSP為例，通過氛圍燈應(yīng)用的實例，展示了艾邁斯歐司朗以創(chuàng)新光學(xué)和傳感科技使智能表面更加智能、高效、可靠的獨特思路。
智能LED：動態(tài)照明革新之路
在車內(nèi)智能表面應(yīng)用中，氛圍燈可算是異軍突起，除了傳統(tǒng)的車頂內(nèi)飾燈、中控臺、腳踏之外，還被應(yīng)用于汽車logo、門把手、迎賓燈等多處。得益于上游光學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，氛圍燈不僅能夠調(diào)節(jié)亮度和顏色，還能通過獨特的呼吸效果和音樂律動效果等方式，成為人機(jī)情感互動的媒介。這一創(chuàng)新不僅提升了用戶的駕乘舒適感，更加強(qiáng)了他們對汽車品牌的認(rèn)同感，受到了車企的熱烈追捧。
氛圍燈目前的應(yīng)用趨勢可以總結(jié)為如下五點：
? 首先，LED數(shù)量不斷增加，預(yù)計幾年內(nèi)將快速增長至高達(dá)1000顆，因此需要考慮如何構(gòu)建系統(tǒng)性解決方案來靈活調(diào)節(jié)如此大量的LED燈。
? 其次，客戶對燈的亮度要求越來越高。氛圍燈的使用環(huán)境由夜晚擴(kuò)展至白天強(qiáng)光環(huán)境下，因此設(shè)計時需要考慮不同光線環(huán)境，以便在任何時候都能夠保持最佳的照明效果。
? 再次，為了通過IME一次注塑成型實現(xiàn)智能表面，LED必須要能夠承受高溫高壓環(huán)境。
? 第四，對于數(shù)量大增的LED燈，顯示一致性也是一個重要問題。全車的LED燈應(yīng)該顯示相同的顏色和亮度，以確保視覺效果的一致性。因此，對LED本身的一致性以及色點和亮度的校準(zhǔn)等方面也有更高的要求。
? 最后，與LED屬性有關(guān)的問題也很多。不同車企和消費者對LED的色點有不同的要求，不同電流驅(qū)動、溫度和使用時間下色點和亮度的變化不同，因而需要預(yù)置色點、亮度等補(bǔ)償信息以進(jìn)行全生命周期校準(zhǔn)。RGB燈的混色也需要足夠的靈活性、可編程性，以確保最終混色的效果符合預(yù)期。
圖3：艾邁斯歐司朗汽車內(nèi)飾-氛圍燈應(yīng)用趨勢
為響應(yīng)以上趨勢需求，艾邁斯歐司朗推出智能RGB LED新品OSIRE? E3731i。此款智能LED內(nèi)置驅(qū)動和支持OSP的串行總線接口，將以往大量LED構(gòu)成的照明系統(tǒng)需要多個MCU和驅(qū)動器加以控制的情況，簡化為僅需一條OSP總線即可通過菊花鏈串聯(lián)高達(dá)1000個節(jié)點（即1000顆LED）且只需一個MCU控制，極大地提升了系統(tǒng)的集成度和設(shè)計開發(fā)效率。
OSIRE? E3731i的出色性能不僅止于此，它還內(nèi)置了溫度傳感器和片上存儲器，并在出廠時已預(yù)置所需的色點、亮度、各種條件下的補(bǔ)償信息等。客戶在使用時只需讀取相應(yīng)參數(shù)，即可輕松地實現(xiàn)全生命周期終端校準(zhǔn)，確保系統(tǒng)各LED呈現(xiàn)高度光學(xué)一致性和均勻性，也極大簡化了以往繁瑣的使用、校準(zhǔn)過程。
白燕恭表示，基于艾邁斯歐司朗的OSIRE? E3731i，車內(nèi)氛圍燈的應(yīng)用將更加便捷、高效，滿足消費者對駕乘體驗不斷提升的需求，同時也為汽車動態(tài)照明領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新樹立了新的典范。
OSP生態(tài)：不止于眼前的智能表面
在智能表面應(yīng)用中，除了照明之外，傳感器的集成也是一大挑戰(zhàn)。借鑒了OSP總線的實現(xiàn)經(jīng)驗，艾邁斯歐司朗在現(xiàn)有基礎(chǔ)上開發(fā)了一款OSP轉(zhuǎn)換器，考慮到車內(nèi)大部分傳感器采用I2C接口，可通過此OSP轉(zhuǎn)換器，將I2C協(xié)議數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換為OSP協(xié)議，從而使傳感器需求能夠靈活地集成到智能表面系統(tǒng)中。
這種集成方式在實際應(yīng)用中展現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢。白燕恭以一款含有300顆燈珠的燈板設(shè)計為例進(jìn)一步介紹到，OEM要求根據(jù)環(huán)境光亮度調(diào)節(jié)燈板亮度，傳統(tǒng)做法是在燈板外側(cè)設(shè)置MCU，或者通過中央域控請求亮度信息，或者將光傳感器接入到MCU上。而借助于艾邁斯歐司朗開源的OSP總線和OSP轉(zhuǎn)換器，設(shè)計工程師可輕松將OSP總線上的任意燈珠節(jié)點替換為OSP轉(zhuǎn)換器，并將傳感器通過OSP轉(zhuǎn)換器接入系統(tǒng)。這使得系統(tǒng)設(shè)計可以更加靈活地滿足OEM設(shè)計需求的多樣化。
圖4：艾邁斯歐司朗開源OSP生態(tài)
可以說，基于OSP總線，系統(tǒng)集成將變得更加高效和簡潔。通過統(tǒng)一的接口和協(xié)議，不同的設(shè)備和功能被完美地集成到一個系統(tǒng)中，大大簡化了系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)過程。同時，它提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，使得設(shè)備的增減變得靈活自如。此外，開源的OSP總線提升了系統(tǒng)的性能，實現(xiàn)了設(shè)備間的高速通信和協(xié)同工作。
艾邁斯歐司朗以創(chuàng)新性光學(xué)和傳感技術(shù)為核心，推出了智能RGB LED、OSP總線和OSP轉(zhuǎn)換器，為智能表面應(yīng)用帶來了更為便捷、靈活的集成方案。這一創(chuàng)新不僅彰顯了艾邁斯歐司朗在照明和傳感領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，更將通過OSP概念和生態(tài)的發(fā)展，革新未來汽車價值提升點。白燕恭總結(jié)到，照明和傳感的結(jié)合，將為汽車帶來更加智能化、人性化的交互體驗，提升汽車的科技感、舒適性和安全性，為未來汽車市場注入新的活力。