基于三維(3D)成像技術的時差測距(ToF)感測器，可不受車內(nèi)外環(huán)境光線的干擾，實現(xiàn)快速、精準的手勢辨識，已成為汽車人機介面設計的新選擇。
北京時間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)更直覺有效的人機操控方式。基于三維(3D)成像技術的時差測距(ToF)感測器，可不受車內(nèi)外環(huán)境光線的干擾，實現(xiàn)快速、精準的手勢辨識，已成為汽車人機介面設計的新選擇。
汽車行業(yè)越來越重視保護乘員和行人免受傷害，并確保實現(xiàn)更高的安全水準。與此同時，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，能獲得直觀的用戶體驗。同時，在汽車設計中預計將會整合越來越高水準的自動化駕駛。然而，從目前的先進駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)所具備的功能過渡到真正的自動操作所應有的功能，還有相當一段路要走。
這一演變過程中的一個重要部分，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行。汽車的ADAS系統(tǒng)將須要不斷存取有關駕駛員生物力學和認知狀態(tài)的準確且極詳細的資訊。
世界衛(wèi)生組織(WHO)最近公布的資料估計，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、喝水進食、讀儀表盤(車速表、燃油表等)、應對孩子以及操作資訊娛樂系統(tǒng)或是導航系統(tǒng)等都是潛在的危險源。
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動(CollisionAvoidanceManoeuvring)等ADAS系統(tǒng)的價值便顯而易見。然而，當駕駛員神志清醒并能夠?qū)ξｋU情況做出生物力學反應時，ADAS系統(tǒng)過于突然的干預可能會被認為是不必要或者是更加危險的。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，來對危險情況--例如即將發(fā)生的碰撞--做出反應。如果這種情況可以實現(xiàn)，那么駕駛員位置和運動的即時監(jiān)控就至關重要。
3D成像技術有助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駕駛員重新適應所需的生物力學反應時間，并與汽車計算出的事件界限(EventHorizon)進行比較。這時，如果駕駛員沒有充分適應足夠快的反應，ADAS就會意識到，如果有潛在危險情況出現(xiàn)，它可能就需要干預。
不幸的是，到現(xiàn)在為止，光學三維成像技術在汽車環(huán)境中還難以實現(xiàn)。其主要原因是，這類技術很難應付發(fā)生在普通駕駛情況下的環(huán)境光水準的大而突然的變化。
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功能安全標準--很少有供應商在這一領域有所專長。另外，在汽車中還有一些整合相關的問題需要解決。通常，光感測器實現(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)生嚴重影響。
不少半導體公司已經(jīng)將時差測距(ToF)技術--該技術在游戲機之類的應用中被用來做三維成像已經(jīng)有好幾年--采納并將其應用到了汽車行業(yè)。在這項技術中，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，并將其與基準訊號做比較。通過確定所發(fā)生的相移，便可以計算出到特定障礙物的距離，并繪制出詳細的三維圖像。
符合AEC-Q100標準的高動態(tài)范圍圖像感測器如MLX75023針對汽車應用進行了高度優(yōu)化;專利畫素解調(diào)技術使其可以提供必要的抗強光性。此外，它支援的工作溫度范圍為-40℃至+105℃。時差測距成像機制與其他三維成像技術相比，安裝到車頂模組或儀表盤要容易得多。
改善人機界面
迄今為止，汽車時差測距技術已經(jīng)在人機界面(HMI)上得到關注--它為手勢識別提供了能力(首次使用該技術的型號現(xiàn)在也已經(jīng)進入市場)。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，這實際上僅僅只是一個開始。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，時差測距成像系統(tǒng)可以用來描繪整個駕駛員上身的三維輪廓。同時，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)進行資料收集，以便在必要時、采用恰當?shù)牧Φ纴泶蜷_安全氣囊。
（轉(zhuǎn)載）
