东京大学利用激光特性开发出更为通用的自适应驾驶光束(ADB)技术系统

2021-02-16 08:03

车辆的前大灯和前照灯对安全驾驶尤为重要，尤其是在夜间。

自适应驾驶光束（ADB）技术是一个很好的解决方案。ADB通俗来说就是汽车的前照灯根据车速和驾驶条件自动调整。ADB可以在需要时自动启用上大灯，然后根据来车和前车的情况调整其光束模式。

然而，目前的商用ADB系统的可控性有限。虽然以液晶像素或数字微镜为基础的空间光调制器虽然有助于缓解这一问题，但这样做实施成本高，而且其所浪费的光功率会导致不必要的热量损失。

据悉，目前，东京大学的研究人员已经开发出了一种围绕MEMS光学扫描仪构建的新型ADB系统，或许能给我们提供一个更通用的平台。项目团队开发了一个MEMS二维光学扫描仪，以从磷光发光材料中产生各种照明图案，这些图案通过成像透镜向前投射。这项工作发表在《光学微系统杂志》上。

激光是其减少热量损失的突破点

系统的设计包括将薄的氧化铅－锆酸盐－钛酸酯（PZT）薄膜附着在硅－绝缘体晶片上，创造出一种结构，然后可以压电方式激发扫描镜的机械振荡。

在使用中，镜面的振荡被用来引导来自450纳米3．5瓦蓝色激光二极管的光以各种照明模式照射到荧光粉发光材料上，然后荧光粉产生的白光通过合适的透镜向外照射。研究人员对此做出了解释：＂投影的亮度是由荧光板上的扫描区域决定的。＂项目组指出。＂当激发光聚焦在一个小点上时，光斑亮度会增加，而通过在荧光板上涂抹大面积的激发光来稀释激发光时，亮度会降低。＂

东京大学的Hiroshi Toshiyoshi指出：＂这种设置的独特之处在于，激光束以高效率转化为白光，从而降低了ADB系统的发热。”

东京团队在其ADB架构中安排了致动装置，使扫描仪可以进行大角度的水平和垂直偏转，从而实现对前照灯光束的二维扫描，同时还设计了该机构的模式，使其不会对低频噪音（如其他车辆产生的噪音）做出反应。

在试验中，ADB系统被整合到一个组装好的前照灯块中，并安装到车辆的右侧。作为概念验证，采用了两个MEMS－ADB模块，以覆盖高照度和低照度区域，尽管一个MEMS模块能够同时覆盖这两个区域将是最终目标。安装了一个摄像头和图像识别功能，以解释道路状况并相应调整ADB。

实验表明，该系统为驾驶员提供了更好的可视性，尤其是在看到行人的时候。它可以将站在迎面而来的车辆旁边的行人可视化，同时调节灯光，避免让其他司机感到眩晕。

研究人员表示：“我们向无风险驾驶又迈进了一步。未来，这个系统可以在智能交通系统的自动驾驶技术中找到用武之地。”