那些應用在汽車(chē)上的激光技術(shù)

說(shuō)到激光技術(shù)在汽車(chē)上的應用，大家或許對激光焊接、激光切割和激光打標等技術(shù)耳熟能詳，得益于汽車(chē)廠(chǎng)家的賣(mài)力宣傳，即便是普通的消費者都知道某個(gè)車(chē)型的車(chē)身激光焊接長(cháng)度達到了多少米。的確，激光加工技術(shù)作為一項先進(jìn)的制造技術(shù)在汽車(chē)上的應用大大提升了汽車(chē)的制造水平，提高了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。不過(guò)，隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，激光在汽車(chē)上的應用并不僅限于這些加工領(lǐng)域。今天，且聽(tīng)小編細數激光技術(shù)在汽車(chē)上那些你可能不知道的應用。

激光大燈：更小、更亮、更節能

汽車(chē)大燈作為汽車(chē)上一個(gè)重要的部件，在提供照明確保行車(chē)安全的同時(shí)，還起到了裝飾和美觀(guān)的作用。如今，隨著(zhù)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們還希望它可以更加明亮，同時(shí)還要能夠更加節能和耐用。因此，在汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的一百多年歷史中，汽車(chē)大燈也經(jīng)歷了一系列的技術(shù)革新，從鹵素大燈、氙氣大燈到今天的LED大燈。然而，當汽車(chē)廠(chǎng)商還在大力宣傳LED大燈的各種優(yōu)勢之時(shí)，激光大燈“半路殺出”，大有后來(lái)居上之勢。

奧迪R8 LMX激光大燈

據了解，最早提出將激光技術(shù)用于汽車(chē)大燈想法的是寶馬公司和美國桑迪亞國家實(shí)驗室。他們利用藍色、紅色、綠色和黃色光源相結合，創(chuàng )造出了一個(gè)媲美普通發(fā)光器產(chǎn)生的白色光源，同時(shí)也較好的解決了激光二極管激光器所發(fā)的白光顏色渲染質(zhì)量差的問(wèn)題。2011年，寶馬率先將激光大燈應用于i8概念車(chē)上，該車(chē)量產(chǎn)車(chē)型于2014年秋推向市場(chǎng)，成為全球第一款配備激光大燈的量產(chǎn)車(chē)型，之后寶馬又將其應用到新一代7系車(chē)型上。與此同時(shí)，在汽車(chē)照明領(lǐng)域頗有建樹(shù)而被車(chē)迷戲稱(chēng)為“燈廠(chǎng)”的奧迪公司自然也不甘落后，已經(jīng)將其矩陣式激光大燈技術(shù)也應用于R8 LMX量產(chǎn)車(chē)上。

人們不禁要問(wèn)：LED大燈已經(jīng)具備節能、壽命長(cháng)、體積小、亮度衰減低以及相應速度快等優(yōu)點(diǎn)，為什么還需要激光大燈呢?事實(shí)上，激光光源不同于普通光源，它只是單色光源，光只有一種波長(cháng)，因此這種特性可以使激光照明亮度更強，光型也能夠精確、迅速并且安全地控制。得益于這些特點(diǎn)，激光大燈除了具有 LED燈的優(yōu)勢外，其亮度更高，是LED大燈的一千倍，因此照射距離更遠，寶馬i8車(chē)型上的激光大燈有效照射距離可達600米;此外激光大燈總成的體積更小，這給汽車(chē)設計師留下了更多的設計空間;更為重要的是，激光大燈的照明效率更高，因此更節能，在未來(lái)依賴(lài)電池驅動(dòng)的電動(dòng)汽車(chē)上的優(yōu)勢將更加明顯。

除了大燈，奧迪等廠(chǎng)家還將激光光源應用到了霧燈上，利用激光光源可控的特性，改進(jìn)燈光的可視效果，提高行車(chē)安全。此外，利用激光二極管發(fā)光的特性，通過(guò)導光材料，激光在汽車(chē)內飾照明方面也有新的應用機會(huì )。正如寶馬i8的廣告詞：now with laser headlights(現在是激光大燈時(shí)代)，激光大燈或將開(kāi)啟汽車(chē)照明領(lǐng)域一個(gè)里程碑式的發(fā)展。

激光雷達：助力自動(dòng)駕駛汽車(chē)發(fā)展

如果說(shuō)汽車(chē)照明即將進(jìn)入一個(gè)新的時(shí)代，那么汽車(chē)工業(yè)中的另一個(gè)偉大時(shí)代也將來(lái)臨，那就是自動(dòng)駕駛汽車(chē)。自動(dòng)駕駛汽車(chē)也就是利用傳感器及車(chē)聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)收集有關(guān)車(chē)輛及車(chē)輛周遭環(huán)境的數據，車(chē)載電腦通過(guò)這些實(shí)時(shí)數據作為判斷依據來(lái)控制車(chē)輛的加速、剎車(chē)及轉向系統，從而實(shí)現在無(wú)人操控的情況下自行駕駛的一種技術(shù)。

谷歌自動(dòng)駕駛測試車(chē)

在實(shí)時(shí)數據收集方面，安裝在車(chē)輛上的傳感器起著(zhù)非常關(guān)鍵的作用，這些包括攝像頭、雷達和超聲波傳感器等。事實(shí)上，這些技術(shù)已經(jīng)在今天的車(chē)輛上得到了普遍的應用，用于提升行車(chē)安全，比如車(chē)道保持、緊急剎車(chē)系統和倒車(chē)輔助等。但是，這些傳感器技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)，在實(shí)現自動(dòng)駕駛方面任何一種技術(shù)都無(wú)法滿(mǎn)足需求。而另外一種用于探測和測距技術(shù)——激光雷達在汽車(chē)上的應用，與這些傳感器互為補足，加快了自動(dòng)駕駛汽車(chē)的實(shí)現。

激光雷達又稱(chēng)LIDAR(激光探測及測距)，是以發(fā)射激光光束探測目標的位置、速度及距離等特征的系統。據了解，激光雷達最初用于軍事領(lǐng)域，作為目標探測和跟蹤系統，被認為是更難被敵軍干擾和探測到的裝置。有別于攝像頭和超聲傳感器，激光雷達通過(guò)讀取激光反射數據，可以精確判斷出物體的形狀和位置，甚至可以探測出車(chē)道的標記、坑洼和坡度，這些數據對于汽車(chē)實(shí)現自動(dòng)駕駛來(lái)說(shuō)非常重要。此外，由于激光光束射程遠，它可以探測更遠的物體，使汽車(chē)可以“看”得更遠。

在谷歌的自動(dòng)駕駛汽車(chē)上，其定位導航系統便采用了64級激光技術(shù)進(jìn)行物體探測和測距，能夠收集超過(guò)100萬(wàn)個(gè)數據點(diǎn)的信息，提供關(guān)鍵位置信息及導航功能。除了谷歌之外，包括豐田、大眾、寶馬、奧迪、日產(chǎn)等在內的OEM公司以及大陸、博世及德?tīng)柛５纫患壒?，都在研發(fā)和測試自動(dòng)駕駛汽車(chē)技術(shù)，此外，百度公司的無(wú)人駕駛汽車(chē)也已經(jīng)上路測試，這些公司自然也都用到了激光雷達技術(shù)。在可預見(jiàn)的未來(lái)，自動(dòng)駕駛汽車(chē)的發(fā)展將為激光雷達創(chuàng )造巨大的市場(chǎng)需求。

激光HUD：提高行車(chē)安全

抬頭顯示器(HUD)，也稱(chēng)平視顯示器，近來(lái)年在汽車(chē)上受到了越來(lái)越多的關(guān)注。這種設備將車(chē)輛的行駛信息通過(guò)投影的方式投射到前擋風(fēng)玻璃上，比如車(chē)速、發(fā)動(dòng)機轉速、導航信息、油量以及一些警告信息等。抬頭顯示器可以讓駕駛員在車(chē)輛行駛過(guò)程中將目光保持在前方道路上，不必低下頭去看這些信息，因此幫助提高了行車(chē)安全。

傳統上，抬頭顯示器利用燈泡作為光源直接利用屏幕反射的方式顯示數據，其顯示效果與光源質(zhì)量和明亮度有很大關(guān)系。如同投影儀一樣，抬頭顯示器的光源也從經(jīng)歷了傳統的燈泡逐漸轉向LED，直至今天的激光技術(shù)。首款激光抬頭顯示器最早出現在2011年拉斯維加斯消費類(lèi)電子展上，奧迪與先鋒公司各自展出了這項技術(shù)。

以先鋒公司的產(chǎn)品為例，它主要利用RGB激光技術(shù)，采用具有較高功率的紅、綠、藍單色激光器為光源，混合成全彩色，當掃描速度高于所成像的臨界閃爍頻率，就可以滿(mǎn)足人眼“視覺(jué)殘留”的要求，人眼就可清晰觀(guān)察。與傳統的抬頭顯示器相比，激光技術(shù)所顯示出來(lái)的數據會(huì )更加清晰，即使在日光較強的室外也還可以看清楚，除此之外，其顯示出的數據信息會(huì )比傳統在主板上的焊接LED來(lái)顯示的數據更加靈活。

率先將激光抬頭顯示器應用于量產(chǎn)車(chē)上的是捷豹公司，在其全新一代XE車(chē)型上首度搭載了激光抬頭顯示器。捷豹公司表示，這款抬頭顯示器是業(yè)界首次使用激光投影技術(shù)，與傳統設備相比，激光投影至擋風(fēng)玻璃上可以減少外界光影的干擾，顯示的畫(huà)面更加清晰，對比度更高。此外，除了同樣可以提供有關(guān)車(chē)速、導航和地圖等信息外，激光抬頭顯示器的體積比傳統設備更小，重量也減輕了1/3。