張艷群， 華 成， 謝延青

（上汽大眾， 上海 201805）

1 極智燈光簡(jiǎn)介

極智燈光安裝在汽車內(nèi)部的前擋風(fēng)玻璃下面，貫穿在出行的很多場(chǎng)景中，運(yùn)用RGB-LED技術(shù)，彩色光束可以以動(dòng)態(tài)方式照射出來。極智燈光可以實(shí)現(xiàn)美學(xué)效果，還可以作為智能可控的動(dòng)態(tài)功能照明，即使在白天也能看得清楚。極智燈光可以實(shí)現(xiàn)人與車之間更多互動(dòng)交流的同時(shí)，還能承擔(dān)起一定的安全提示功能。其主要由54顆LED組成，每顆LED可單獨(dú)控制，通過LED不同的顏色和是否發(fā)光的組合，形成不同的動(dòng)態(tài)光束，以此實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。其示意圖如圖1和圖2所示。

圖1 極智燈光安裝示意圖

圖2 極智燈光結(jié)構(gòu)示意圖

極智燈光由54顆LED組成，一共用到4塊PCB，一塊master PCB，3塊slave PCB. master PCB上布置了主要的MCU，一塊slave上布置18顆LED，采用全時(shí)驅(qū)動(dòng)的方案，每個(gè)LED驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)6顆LED，每顆LED都可以單獨(dú)控制其顏色和亮度的改變，實(shí)現(xiàn)無極變色。

圖3為電子驅(qū)動(dòng)方案。其設(shè)計(jì)的邏輯是：主駕和副駕可以分區(qū)控制，主要體現(xiàn)在語音交互的過程中，利用車內(nèi)搭載的兩個(gè)麥克風(fēng)實(shí)現(xiàn)語音的分區(qū)控制，根據(jù)麥克風(fēng)識(shí)別的位置，動(dòng)畫可以分別顯示在識(shí)別到的主駕側(cè)或副駕側(cè)，展現(xiàn)更好的交互效果；優(yōu)先級(jí)的設(shè)計(jì)是比較重要的邏輯，同時(shí)觸發(fā)多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景時(shí)，需要根據(jù)優(yōu)先級(jí)的高低優(yōu)先顯示優(yōu)先級(jí)高的動(dòng)畫，優(yōu)先級(jí)主要依據(jù)功能的安全性和重要性分類，安全等級(jí)越高，對(duì)駕駛員乘客的信息越重要的功能優(yōu)先級(jí)越高。優(yōu)先級(jí)從高到低的排序是：制動(dòng)警告、掛擋錯(cuò)誤、龜速模式、上電、下電、來電、語音助理、充電、歡迎模式、導(dǎo)航。

圖3 電子驅(qū)動(dòng)方案

極智燈光是AB-CAN上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，與AB-CAN上的ICAS3和K-CAN上的ICAS1之間通過CAN進(jìn)行通信，系統(tǒng)架構(gòu)如圖4所示。傳感器 （光線傳感器、雷達(dá)等）檢測(cè)到相應(yīng)的信號(hào)后，通過BCM將信號(hào)發(fā)給ICAS3/ICAS1，ICAS3/ICAS1根據(jù)接收到的信號(hào)判斷是否給極智燈光發(fā)出控制信號(hào)，發(fā)出何種控制信號(hào)，極智燈光接收到ICAS3發(fā)出的報(bào)文后，做出相應(yīng)的動(dòng)畫反饋。其更新和下載是通過ICAS3實(shí)現(xiàn)的，在初始化設(shè)置時(shí)，用戶設(shè)定一種功能狀態(tài)下的動(dòng)畫效果，稱之為學(xué)習(xí)模式，待設(shè)定好之后，動(dòng)畫效果將按照序列形式被存儲(chǔ)，當(dāng)某種功能被激活，ICAS3發(fā)出指令，由Master調(diào)取對(duì)應(yīng)序列里的動(dòng)畫并指示54顆RGB LED顯示。Master與ICAS3//ICAS1之間通過CAN進(jìn)行通信，Master與RGB slave之間亦通過類CAN通信。圖5和圖6展示了系統(tǒng)的硬件框架和軟件框架。

圖4 系統(tǒng)架構(gòu)

圖5 硬件架構(gòu)

圖6 軟件架構(gòu)

2 極智燈光擴(kuò)展應(yīng)用

極智燈光除了基本的應(yīng)用場(chǎng)景，還有很多可挖掘的車內(nèi)擴(kuò)展應(yīng)用場(chǎng)景。如空調(diào)溫度/風(fēng)速可視化、車門未關(guān)提示、超速/低速提示、電量過低提示、視頻信息提示、外接設(shè)備接入提示、交通狀態(tài)提示、氛圍調(diào)節(jié)模式及音樂律動(dòng)等。整理的功能列表如圖7所示。本節(jié)主要介紹極智燈光音樂律動(dòng)的擴(kuò)展應(yīng)用。將音樂律動(dòng)和極智燈光相結(jié)合起來，使得極智燈光更加智能擬人化，它可以通過車內(nèi)音樂聲控展示不同的色彩變化，用燈光傳達(dá)情感，讓音樂的律動(dòng)和光影的變幻相呼應(yīng)，為駕乘人員提供聽覺與視覺的雙重享受，增添了用車過程中的舒適感，更加深化“人車互動(dòng)”的駕駛體驗(yàn)。

圖7 極智燈光車內(nèi)基本/擴(kuò)展功能顏色優(yōu)先級(jí)定義

同時(shí)LED的顏色也有設(shè)計(jì)邏輯，顏色主要依據(jù)功能模塊分類，實(shí)現(xiàn)相同功能的模塊盡量用同一種顏色。對(duì)于優(yōu)先級(jí)較高的場(chǎng)景，如輔助駕駛中的制動(dòng)提示，因?yàn)榧t色光的波長(zhǎng)很長(zhǎng)，穿透空氣的能力強(qiáng)，同時(shí)比其他信號(hào)更引人注意，所以強(qiáng)烈禁止警告類的信號(hào)采用紅色；黃色光的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，穿透空氣的能力較強(qiáng)，所以作為警告的信號(hào)顏色；綠色純凈剔透，使駕乘者在高溫氣候的環(huán)境中，迎來絲絲清涼的感覺，采用綠色作為通告信號(hào)，紅色和綠色的區(qū)別最大，易于分辨，如來電提示和充電狀態(tài)采用綠色；藍(lán)光是體現(xiàn)科技的主流色，科幻片常以藍(lán)色燈光渲染氣氛突出科技感，同時(shí)藍(lán)色可以起到調(diào)節(jié)神經(jīng)、緩解情緒的作用，導(dǎo)航相關(guān)的動(dòng)畫主要采用藍(lán)色；白光給人簡(jiǎn)潔清爽的感覺，是燈光顏色里最經(jīng)典的代表色，經(jīng)久耐看，應(yīng)用最廣泛，其他常用的應(yīng)用場(chǎng)景大多采用白色。

音樂律動(dòng)功能的整體邏輯是：音樂經(jīng)過處理后的原始數(shù)據(jù)是音響或耳機(jī)的震動(dòng)信號(hào)。對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理可以得到時(shí)域的能量波形和頻域的能量波形。調(diào)用現(xiàn)有的庫(kù)函數(shù)可以得到能量 （振幅）和節(jié)拍信息。然后把這些信息進(jìn)行20ms采樣，把振幅對(duì)應(yīng)到LED亮的顆數(shù)，轉(zhuǎn)換成報(bào)文，發(fā)到總線，從而極智燈光實(shí)時(shí)反饋不同音樂所對(duì)應(yīng)的動(dòng)畫。其整體的邏輯如圖8所示。

圖8 音樂律動(dòng)整體邏輯

3 極智燈光與整車聯(lián)動(dòng)

目前市面上還沒有把內(nèi)部燈光和汽車外部的場(chǎng)景結(jié)合起來實(shí)現(xiàn)整車聯(lián)動(dòng)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)整車聯(lián)動(dòng)將能打造更加智能化的網(wǎng)聯(lián)汽車。因此，有必要將極智燈光的應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行更深入的擴(kuò)展。如與外部的警示燈結(jié)合來提醒駕駛員，引起駕駛員的視覺注意。

變道輔助系統(tǒng) （Side Assist）可幫助駕駛員探測(cè)車輛后方相鄰車道的交通狀況。雷達(dá)傳感器監(jiān)控車輛后方區(qū)域。系統(tǒng)探測(cè)與相鄰車道車輛的車距和車速差并通過車外后視鏡中的可視信號(hào)通知駕駛員。對(duì)于配備變道輔助系統(tǒng)的車輛，如果在可能出現(xiàn)危險(xiǎn)情況時(shí)變換車道，當(dāng)車道保持輔助系統(tǒng)打開時(shí)，會(huì)通過修正性轉(zhuǎn)向干預(yù)向駕駛員發(fā)出警告。在汽車的后視鏡上會(huì)出現(xiàn)黃色閃爍的指示燈，由于一般在超車的時(shí)候因?yàn)檐囕v周圍有一些盲點(diǎn)，在后視鏡里會(huì)出現(xiàn)黃色的警告燈對(duì)于駕駛員來說并不是很醒目。假如將變道輔助系統(tǒng)的信號(hào)燈直接在極智燈光上上顯示，那么就不會(huì)因?yàn)轳{駛員的視覺盲區(qū)而造成駕駛員的忽視，極大增加了駕駛的安全性。

變道輔助系統(tǒng)的信息提示信號(hào)主要來自車后部的雷達(dá)，雷達(dá)探測(cè)到后車的實(shí)時(shí)跟車距離，并轉(zhuǎn)換成速度信號(hào)，再將信號(hào)傳給后視鏡上的燈，這個(gè)應(yīng)用的更改也會(huì)相對(duì)簡(jiǎn)易，只用將傳給后視鏡燈的信號(hào)轉(zhuǎn)換成極智燈光可以識(shí)別的報(bào)文，極智燈光便能做出相應(yīng)反饋的動(dòng)畫，而且由于極智燈光配置有54顆RGB的LED，視覺提示的動(dòng)畫可以進(jìn)一步優(yōu)化，比如隨著后車車速的提高，跟車距離變小，提示燈的顏色可以從橘黃色逐漸變成紅色，變換的頻率也可以隨車速的改變改變，這樣給駕駛員帶來的視覺沖擊也更為強(qiáng)烈。如圖9所示。

圖9 變道輔助系統(tǒng)的可視顯示

4 總結(jié)

在“新四化”戰(zhàn)略精神的指導(dǎo)下，汽車燈具作為汽車最重要的造型和功能零部件也積極參與其中，通過智能化的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)多種模式車與人 （V2P）之間的互動(dòng)交流，從而帶來全新的駕乘體驗(yàn)并增強(qiáng)了整車的科技感和安全性。極智燈光主要具備以下功能特點(diǎn)。

1）互聯(lián)互通：實(shí)時(shí)關(guān)聯(lián)導(dǎo)航系統(tǒng)，給駕駛員可視化的信息提示 （如提示轉(zhuǎn)彎/變換車道等關(guān)鍵信息）。

2）擬人交互：搭載迎賓動(dòng)畫，同時(shí)配合車內(nèi)語音助理功能，實(shí)現(xiàn)擬人化智能交互，帶來管家式駕乘體驗(yàn)。

3）多模交互：通過燈光動(dòng)畫/語音助手/警告蜂鳴等融合了視覺/聽覺的多感官AI交互方式，帶來極致出行體驗(yàn)。

4）智能助手：可基于駕駛員的操作狀態(tài)，實(shí)時(shí)反饋交互信息；也可根據(jù)周圍環(huán)境光的變化，自動(dòng)調(diào)整內(nèi)部氛圍燈光的強(qiáng)弱，營(yíng)造最舒適的視覺感受，做更懂你的駕駛伴侶。；

5）駕駛安全：緊急制動(dòng)提醒，車道錯(cuò)誤提示，保障安全出行。

6）智慧場(chǎng)景：根據(jù)安全等級(jí)及信息重要程度設(shè)定不同動(dòng)畫優(yōu)先級(jí)，智能感知多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景，根據(jù)駕乘需求，優(yōu)化車內(nèi)服務(wù)。