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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(jìng)爭(zhēng)差異化的主要切入口。億歐智庫(kù)預(yù)計(jì)2025年中國(guó)乘用車前裝智能座艙的市場(chǎng)滲透率將快速攀升至35%，市場(chǎng)規(guī)模也將大幅增長(zhǎng)至1060億元。智能表面通過(guò)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(lái)汽車價(jià)值提升的關(guān)鍵點(diǎn)之一。
近日，在第11屆EEVIA年度中國(guó)硬科技媒體論壇暨產(chǎn)業(yè)鏈研創(chuàng)趨勢(shì)展望研討會(huì)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(lái)新的增長(zhǎng)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(lái)汽車價(jià)值》
智能表面：未來(lái)汽車交互新范式
智能表面作為一項(xiàng)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(shì)：首先，傳統(tǒng)實(shí)體按鍵的成本較高，而智能表面可以實(shí)現(xiàn)多種按鍵，并且具備靈活自定義的功能，還可以通過(guò)OTA升級(jí)來(lái)更新按鍵設(shè)置。其次，隨著汽車內(nèi)飾設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)潔化趨勢(shì)，隱藏式電子按鍵能夠滿足消費(fèi)者對(duì)內(nèi)飾設(shè)計(jì)風(fēng)格統(tǒng)一的要求。最后，智能表面還有助于實(shí)現(xiàn)汽車的輕量化設(shè)計(jì)。尤其是對(duì)于電動(dòng)汽車而言，輕量化意味著更長(zhǎng)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(shí)，中控還集成了觸控和壓力傳感檢測(cè)裝置，實(shí)現(xiàn)了各種按鍵、滑動(dòng)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(diǎn)亮?xí)r過(guò)于刺眼或昏暗不清，提供更加舒適自然的視覺(jué)體驗(yàn)。
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(shí)現(xiàn)并非易事。集中式設(shè)計(jì)趨勢(shì)下，未來(lái)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?yàn)樗鋫淞吮镜毓鈧鞲衅。而汽車上通常只配置一個(gè)中央亮度傳感器，需要先從不同位置向中央域請(qǐng)求獲取亮度數(shù)值后再進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此會(huì)存在一些延遲，無(wú)法瞬時(shí)響應(yīng)。
如何解決這些智能表面應(yīng)用實(shí)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(guò)氛圍燈應(yīng)用的實(shí)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(dú)特思路。
智能LED：動(dòng)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(tái)、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(guò)獨(dú)特的呼吸效果和音樂(lè)律動(dòng)效果等方式，成為人機(jī)情感互動(dòng)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(duì)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(shì)可以總結(jié)為如下五點(diǎn)：
首先，LED數(shù)量不斷增加，預(yù)計(jì)幾年內(nèi)將快速增長(zhǎng)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(lái)靈活調(diào)節(jié)如此大量的LED燈。
其次，客戶對(duì)燈的亮度要求越來(lái)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(jì)時(shí)需要考慮不同光線環(huán)境，以便在任何時(shí)候都能夠保持最佳的照明效果。
再次，為了通過(guò)IME一次注塑成型實(shí)現(xiàn)智能表面，LED必須要能夠承受高溫高壓環(huán)境。
第四，對(duì)于數(shù)量大增的LED燈，顯示一致性也是一個(gè)重要問(wèn)題。全車的LED燈應(yīng)該顯示相同的顏色和亮度，以確保視覺(jué)效果的一致性。因此，對(duì)LED本身的一致性以及色點(diǎn)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(wèn)題也很多。不同車企和消費(fèi)者對(duì)LED的色點(diǎn)有不同的要求，不同電流驅(qū)動(dòng)、溫度和使用時(shí)間下色點(diǎn)和亮度的變化不同，因而需要預(yù)置色點(diǎn)、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(shì)
為響應(yīng)以上趨勢(shì)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(dòng)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(gè)MCU和驅(qū)動(dòng)器加以控制的情況，簡(jiǎn)化為僅需一條OSP總線即可通過(guò)菊花鏈串聯(lián)高達(dá)1000個(gè)節(jié)點(diǎn)（即1000顆LED）且只需一個(gè)MCU控制，極大地提升了系統(tǒng)的集成度和設(shè)計(jì)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(chǔ)器，并在出廠時(shí)已預(yù)置所需的色點(diǎn)、亮度、各種條件下的補(bǔ)償信息等？蛻粼谑褂脮r(shí)只需讀取相應(yīng)參數(shù)，即可輕松地實(shí)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(jiǎn)化了以往繁瑣的使用、校準(zhǔn)過(guò)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(fèi)者對(duì)駕乘體驗(yàn)不斷提升的需求，同時(shí)也為汽車動(dòng)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(shí)現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)，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(guò)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(shí)際應(yīng)用中展現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢(shì)。白燕恭以一款含有300顆燈珠的燈板設(shè)計(jì)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(guò)中央域控請(qǐng)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(jì)工程師可輕松將OSP總線上的任意燈珠節(jié)點(diǎn)替換為OSP轉(zhuǎn)換器，并將傳感器通過(guò)OSP轉(zhuǎn)換器接入系統(tǒng)。這使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以更加靈活地滿足OEM設(shè)計(jì)需求的多樣化。
圖4：艾邁斯歐司朗開源OSP生態(tài)
可以說(shuō)，基于OSP總線，系統(tǒng)集成將變得更加高效和簡(jiǎn)潔。通過(guò)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(gè)系統(tǒng)中，大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)過(guò)程。同時(shí)，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(shí)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(lái)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(guò)OSP概念和生態(tài)的發(fā)展，革新未來(lái)汽車價(jià)值提升點(diǎn)。白燕恭總結(jié)到，照明和傳感的結(jié)合，將為汽車帶來(lái)更加智能化、人性化的交互體驗(yàn)，提升汽車的科技感、舒適性和安全性，為未來(lái)汽車市場(chǎng)注入新的活力。
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