車燈即將成為汽車智能化的新入口

【摘要】

在汽車智能化大背景下，智能車燈已經(jīng)逐漸成為車企智能化的重要交互方式之一。汽車照明技術(shù)不斷發(fā)展提升，越來越多的技術(shù)和交互方式被引入車燈，回顧歷史來看，從最初階段滿足基礎(chǔ)照明功能，逐步有了從鹵素大燈、氙燈到LED大燈、激光大燈的持續(xù)迭代。

隨著智能駕駛的普及，車燈對于安全性的提高有重要的因素，尤其是夜間行車遠(yuǎn)光燈刺眼的痛點(diǎn)下，誕生了AFS、ADB的自適應(yīng)照明技術(shù)。智能汽車時(shí)代需要更多智能交互的功能，強(qiáng)調(diào)汽車與人、駕駛員與行人之間更多的交互，從LED陣列顯示，到顯示+自適應(yīng)照明車燈方案的出現(xiàn)，無不在說明顯示已經(jīng)成為智能車燈照明之外的，另一個(gè)重點(diǎn)功能點(diǎn)。

汽車大燈發(fā)展歷程

大家已經(jīng)形成行業(yè)共識(shí)：汽車工業(yè)革命電動(dòng)化只是上半場，智能化才是下半場。提到智能化，大眾最熟知的，也是最先想到的應(yīng)該非智能駕駛莫屬；自動(dòng)化駕駛是趨勢，是潮流，也是智能汽車的靈魂所在，成為主機(jī)廠布局和宣傳賣點(diǎn)；其次是智能座艙，將進(jìn)化成科技感與炫酷感一體的第二空間，看看理想汽車，座艙內(nèi)看的見的地方都是顯示屏，還有冰箱、大彩電，就問你香不香，對比當(dāng)前日系車的內(nèi)飾（尤其是豐田車內(nèi)飾，看了之后能直接把人勸退），只能說：

在大部分人的印象里，車燈主要用于夜間照明，起到警示、提醒周圍行人和汽車的作用；如果說現(xiàn)在汽車智能化已經(jīng)“武裝”到大燈，有木有點(diǎn)意外，大燈現(xiàn)在也是駕駛輔助的一部分，能夠探測、識(shí)別和評估交通狀況，并根據(jù)需要自動(dòng)控制燈的打開和關(guān)閉。

都聽說過奧迪買燈送車的這個(gè)梗，之所以被大家戲稱為“燈廠”，也就是因?yàn)閵W迪本身確實(shí)給汽車照明這片領(lǐng)域提供了層出不窮的車燈設(shè)計(jì)以及新技術(shù)；除此之外個(gè)人認(rèn)為還有其“感人”價(jià)格，奧迪最貴的車燈售價(jià)高達(dá)8萬你信么？這價(jià)格夠買一輛大眾寶來了，雖然8萬的車燈只出現(xiàn)在奧迪頂級豪車上，更多的是調(diào)侃的意味，但也說明了奧迪的車燈確實(shí)不便宜（買了奧迪車的小伙伴開車要注意了，壞哪都不能壞車燈呀 哈哈）。

為什么車燈的價(jià)格差異這么大，真的是大廠在割韭菜嗎？大燈的技術(shù)都有哪些，接下來簡單捋一捋汽車燈的前世今生。

車燈的發(fā)展歷程大致可以分為化學(xué)燈時(shí)代和電燈時(shí)代。

化學(xué)燈時(shí)代(1886-1925年)：車燈的化學(xué)燈時(shí)代又可以分為煤油燈時(shí)代、乙炔燈時(shí)代和白熾燈時(shí)代。

電燈時(shí)代(1925-至今)：車燈在電燈時(shí)代的發(fā)展經(jīng)過了從功能到智能的階段，其又可以分為鹵素?zé)魰r(shí)代、氙氣燈時(shí)代、LED燈時(shí)代、激光燈時(shí)代；并在氛圍燈、后尾燈、前大燈等各種燈具里面都得到了廣泛應(yīng)用。

LED 燈具備明顯優(yōu)勢。LED 最早于 20 世紀(jì) 60 年代研制而成，當(dāng)時(shí)所用的材料是 GaASP，發(fā)光顏色為紅色。經(jīng)過三十年的發(fā)展之后，LED 已能發(fā)出紅、橙、黃、綠、藍(lán)等多種色光，而照明需用的白色光 LED 僅在 2000 年以后才發(fā)展起來。與鹵素?zé)艉碗瘹鉄舻葌鹘y(tǒng)光源相比，LED 燈具備體積?。ㄖС侄喾N車燈內(nèi)部設(shè)計(jì)，讓車燈外觀看起來更加酷炫）、啟動(dòng)快（不產(chǎn)生頻閃，瞬間即可達(dá)到最大亮度）、壽命長、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，每一個(gè)光源的獨(dú)立性也可為智能化提供有利條件；與激光燈相比，LED 車燈具備成本低、壽命長的優(yōu)點(diǎn)，優(yōu)勢明顯。LED 車燈的大規(guī)模普及使得汽車智能化大大加速。

光源車燈各項(xiàng)指標(biāo)對比

車燈成為智能汽車另外一個(gè)入口

智能化引領(lǐng)車燈行業(yè)升級。一方面，傳統(tǒng)車燈存在照明范圍不足、遠(yuǎn)光燈炫目等問題，對行車安全產(chǎn)生較大隱患；另一方面，汽車電子化、智能化也帶動(dòng)了車燈行業(yè)的發(fā)展，使得車燈也擁有了輔助駕駛、信號(hào)傳輸?shù)裙δ堋?/p>

依托于 LED 技術(shù)的智能化車燈應(yīng)運(yùn)而生，相比于傳統(tǒng)車燈，智能車燈增加了感知、決策和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，系統(tǒng)更為復(fù)雜，照明功能更加強(qiáng)大。從實(shí)際的使用場景來看，除了車內(nèi)交互之外，車輛與外部交互也同樣引人關(guān)注，車燈在此承擔(dān)了重要角色，車燈能夠承載和顯示的信息量大幅提升。隨著智能車燈滲透率的逐步提升，帶動(dòng)單車配套價(jià)值持續(xù)增長，車燈行業(yè)迎來新一輪發(fā)展機(jī)遇。

車燈將逐步走向智能化

2.1 ADB大燈接棒LED，開始價(jià)值量上行之路。

ADB（Adaptive Driving Beam/自適應(yīng)遠(yuǎn)光燈）：是一種能夠根據(jù)路況自適應(yīng)變換遠(yuǎn)光光型的智能遠(yuǎn)光控制系統(tǒng)，通過攝像機(jī)信號(hào)的輸入，判斷對面車輛的位置與距離，根據(jù)乘坐人數(shù)、轉(zhuǎn)向角度、車身俯仰角度等，自動(dòng)控制每個(gè) LED 光源的開閉，在車頭前面給出最優(yōu)化的光照范圍，以避免對其他道路使用者造成眩目，同時(shí)最大限度地滿足駕駛者的視野需求。相比于傳統(tǒng)遠(yuǎn)光，ADB 采用智能控制替換手動(dòng)切換，使燈光控制更加方便、舒適，防眩目的光型變換替換了遠(yuǎn)近光切換，在保障道路行駛安全的基礎(chǔ)上，擴(kuò)大了視野照明。

原理：ADB 主要由安全攝像頭、大燈控制器、光源模組驅(qū)動(dòng)器即 LED 驅(qū)動(dòng)模塊（LED Driver Module/LDM）、光源模塊組、傳輸線路等組成。與 AFS 相比，提升了車大燈的功能，將氙氣燈換為 LED 燈，啟動(dòng)更快、照明距離更長。當(dāng)對面有車時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)捕捉其他道路使用者的位置，將相應(yīng)位置的 LED 調(diào)暗或者關(guān)閉，自動(dòng)形成“L”型，在正常遠(yuǎn)光照明區(qū)域形成一個(gè)暗區(qū)，這樣其他車輛的駕駛員就不會(huì)產(chǎn)生刺眼的感覺；當(dāng)汽車離開一定的距離時(shí)，它會(huì)自動(dòng)變回遠(yuǎn)光燈；在雨天時(shí)，可根據(jù)雨量的大小決定是否自動(dòng)開啟車距燈，或者同時(shí)開啟霧燈和車距燈；當(dāng)后面的車輛距離前面的車輛到達(dá)一定的距離時(shí)，前面的車會(huì)自動(dòng)開啟閃光模式提醒后方車輛。

ADB 功能圖示

矩陣式更具優(yōu)勢。從執(zhí)行層面來看，ADB 可以分為機(jī)械式、矩陣式、DLP 式。機(jī)械式主要通過在燈源前方加入電機(jī)設(shè)備實(shí)現(xiàn)燈源遮罩，缺點(diǎn)明顯，如響應(yīng)速度慢、噪聲大、性能較差，未能成為主流方案。從效果和成本綜合來看，矩陣式是當(dāng)前 ADB 智能大燈的最佳執(zhí)行方案，機(jī)械式成本相對矩陣式的 ADB 并沒有顯著的優(yōu)勢，而性能上遠(yuǎn)不如矩陣大燈；DLP大燈將車燈的像素級別直接提升到了百萬級，但成本過高。矩陣式大燈從應(yīng)用上能實(shí)現(xiàn) ADB基本功能，同時(shí)在外觀上進(jìn)一步提升車燈的科技感，將是車燈執(zhí)行方案中的主流選擇。

智能車燈執(zhí)行方式對比

2.2 ADB大燈市場概述

國內(nèi) ADB 車燈經(jīng)過多年醞釀，滲透率快速邁過 5%關(guān)口，度過最初導(dǎo)入期，我們認(rèn)為有望迎來高速成長階段。2019 年以前，國內(nèi) ADB 車燈仍處于技術(shù)醞釀階段，車型配置率接近 2%，行業(yè)法規(guī)、技術(shù)、性能均未顯著成熟。2019年開始，ADB車燈技術(shù)儲(chǔ)備量上行，批量生產(chǎn)條件已然成熟，全球政策對 ADB 的態(tài)度日趨許可。

2022年LED、ADB、DLP燈滲透率分別為78%、9%、低于1%。分價(jià)位區(qū)間來看，2022年，LED前大燈在10萬以上的乘用車滲透率在80%以上，ADB前大燈在中高端車型滲透率在15%以上，日系、歐系、美系和自主的走量車型開始中高配ADB燈，DLP前大燈集中于40萬以上的高端車型（比如智己L7、高合HiPhi等）。

我們認(rèn)為相關(guān)環(huán)境已成熟，從三大路徑探討 ADB 高速成長的必然性。如前面所述，ADB大燈已具備高速成長的前置條件與合理環(huán)境，產(chǎn)品性能成熟、政策環(huán)境支持、技術(shù)儲(chǔ)備充沛，且滲透率已經(jīng)度過最初的0-5%導(dǎo)入期，高速成長期指日可待。市場關(guān)于 ADB 大燈是否能夠接力 LED 的成長存在爭論，而我認(rèn)為，從車廠配置傾向、技術(shù)成本可行性、用戶體驗(yàn)提升三個(gè)維度可以充分論證 ADB 大燈滲透率躍增的必然性。

2.3 主機(jī)廠搭載概述

銷量 TOP15 車型中：

轎車：比亞迪秦 Pro 新能源部分版本配置了矩陣式大燈；20萬以上車型的矩陣大燈，基本上都支持ADB功能。

SUV：比亞迪宋 Pro 新能源、哈弗 H6、奧迪 Q5、途觀等車型或部分版本配置了矩陣式大燈

MPV：別克 GL8、傳祺 M8、風(fēng)行、傳祺 M6、凱捷等車型或部分版本配置了矩陣式大燈

配置矩陣大燈的車型

按車型來看，矩陣式大燈在 MPV、SUV 領(lǐng)域的滲透率高于在轎車領(lǐng)域的滲透率。下面給大家簡單介紹部分主機(jī)廠的矩陣式大燈搭載，主要包括奧迪、奔馳、大眾、比亞迪、別克、吉利等。

奧迪

2013年，矩陣式LED大燈首次搭載在量產(chǎn)車型上---奧迪旗艦轎車A8，這一大燈由海拉HELLA公司研發(fā)，制造。

奧迪 A8（2013 款）矩陣式 LED 大燈構(gòu)成

在2019年洛杉磯車展上發(fā)布的純電轎跑E-Tron Sportback，數(shù)字矩陣LED前大燈可以投射圖像，簡直比投影儀還牛??！

奔馳

奔馳E級車很早就用上了矩陣式LED大燈，技術(shù)名為MULTIBEAM LED。每組前大燈里有84個(gè)LED光源，每個(gè)光源都能獨(dú)立控制。

“Digital Light”可以和駕駛輔助系統(tǒng)配合使用，在路面投射六種高清警告/交互圖標(biāo)，包括：低抓地力路面標(biāo)志，施工現(xiàn)場標(biāo)志，防追尾標(biāo)志，車道保持標(biāo)志，盲點(diǎn)警告標(biāo)志，還有限速標(biāo)志。

大眾

目前大眾國產(chǎn)車型中，一汽-大眾的 ID.6 CROZZ、ID.4 CROZZ、邁騰、高爾夫等車型，上汽大眾的途觀、途昂、帕薩特、凌渡等車型均已采用矩陣大燈。

邁騰凌犀矩陣式大燈，來源一汽大眾

大眾 IQ.Light 智能 LED 大燈具備自適應(yīng)功能，來源一汽大眾

ID.4 CROZZ 高速近光模式

比亞迪

比亞迪配置矩陣大燈的車型包括海豹（“海悅耀目雙 U 懸浮式大燈”）、漢（“懸浮式龍晶 LED 前大燈”）、唐新能源（“懸浮式龍晶 LED 前大燈”）等，以及宋 MAX 新能源（“鉆石龍睛 LED 前大燈”）、秦 Pro 新能源等。預(yù)售階段的新車型護(hù)衛(wèi)艦 07 也配置了矩陣式大燈（“深海光影晶鈷大燈”）。

別克

別克君威GS，別克Matrix Pixel矩陣LED大燈

別克Matrix Pixel矩陣LED大燈主要有四組光源，首先是最靠近進(jìn)氣格柵的角燈模塊，其次到廣角近光模組，再到84像素遠(yuǎn)近光一體式模組，最后到下方的LED日行燈/轉(zhuǎn)向燈條。

吉利

吉利FY11燈具由全球知名供應(yīng)商法雷奧提供，整車外飾燈具使用了326顆LED光源，僅前大燈就使用了106顆，每只大燈53顆LED燈珠。

除了傳統(tǒng)的自動(dòng)切換近光、遠(yuǎn)光外，“FY11”的這套矩陣式大燈還配備有自適應(yīng)遠(yuǎn)光照明系統(tǒng)——ADB遠(yuǎn)光模式。

ADB大燈系統(tǒng)架構(gòu)

3.1 方案一：ADB功能通過自動(dòng)駕駛系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

通常ADB系統(tǒng)由前視主動(dòng)安全攝像頭（Forward Active Safety Camera，F(xiàn)AS-Cam）、主控制器（中央控制器或域控制器）、ADB控制器（光源模組驅(qū)動(dòng)器）、ADB模組（光源模組）、傳輸線等幾部分組成。目前ADB的主要光源為LED，因此ADB控制器即LED驅(qū)動(dòng)模塊（LED Driver Module，LDM）。

其中，車載攝像頭負(fù)責(zé)路況信息的收集，包括前方車輛的位置、寬度、橫向移動(dòng)速度和縱向角度等信息；這些信息通過 CAN 總線傳輸給主控制器，計(jì)算車燈的響應(yīng)狀態(tài)，主要核心是一塊 MCU；最終形成控制信號(hào)發(fā)送給ADB 控制器，ADB控制器接收到信號(hào)之后，具體控制LED電源開關(guān)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并將LED實(shí)際的開關(guān)狀態(tài)實(shí)時(shí)反饋給主控制器，核心是 MCU+驅(qū)動(dòng) IC；ADB模組構(gòu)成了遠(yuǎn)光燈各個(gè)分區(qū)的范圍和角度，受 ADB控制器直接驅(qū)動(dòng)。

當(dāng)前，主控制器、ADB控制器、ADB模組均有成熟優(yōu)質(zhì)的廠商，其中主控制器代表國產(chǎn)廠商為經(jīng)緯恒潤，ADB控制器代表廠商為科博達(dá)、星宇股份等，技術(shù)可行性已經(jīng)具備。

從上述系統(tǒng)框架中可以了解到，負(fù)責(zé)收集路況信息的前視攝像頭來自主控制器（智駕域控或中央控制器），傳感器部分進(jìn)行了復(fù)用，該系統(tǒng)架構(gòu)的好處一是降低成本；不僅可復(fù)用主控制器上的算力，提升復(fù)用率降低配置成本 ，也可節(jié)省硬件/生產(chǎn)成本，二是從軟件的開發(fā)角度底層軟件、中間件均可復(fù)用，提升開發(fā)效率。

但與此同時(shí)，該系統(tǒng)架構(gòu)也存在一定的弊端：

涉及自動(dòng)駕駛系統(tǒng)和車燈系統(tǒng)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，同時(shí)攝像頭位置標(biāo)定比較麻煩，需要一定的投入。

智能車燈部件與車身、自動(dòng)駕駛緊密耦合，雖然復(fù)用了自動(dòng)駕駛攝像頭和控制器，但是在產(chǎn)品開發(fā)過程中將會(huì)大幅增加車燈系統(tǒng)Tier1、主機(jī)廠內(nèi)部不同部門、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)Tier1之間的溝通協(xié)調(diào)工作，并增加開發(fā)成本和售后維護(hù)成本。

決定智能遠(yuǎn)光燈智能化高低的核心有兩點(diǎn)，第一是采集信息的傳感器能否及時(shí)準(zhǔn)確的完成工作;第二是電腦控制邏輯的合理性。其中ADB的技術(shù)重點(diǎn)是如何提升計(jì)算機(jī)視覺的辨識(shí)準(zhǔn)確率是關(guān)鍵，且須通過 AFS 法規(guī)。它需要采集的主要是物像、探測距離以及感光。當(dāng)前的前視攝像頭模組復(fù)用智能駕駛控制器的，軟硬件耦合度高，之前的算法與設(shè)計(jì)重點(diǎn)考慮的也是其他駕駛輔助功能（如ACC、AEB等），在該條件下不一定能夠滿足ABD功能對視覺上的高識(shí)別準(zhǔn)確率。

對于ADB控制器設(shè)計(jì)廠家來說容易被“卡脖子”；ADB大燈核心部件之一攝像頭傳感器，對視覺的辨識(shí)準(zhǔn)確率要求極高，但該核心零部件以及算法卻放在其他Tier1主控制器上，友商是否愿意配合對專項(xiàng)ADB功能進(jìn)行算法調(diào)試，雙方該如何合作是個(gè)大問題，畢竟需要投入資源涉及到費(fèi)用。即使ADB控制器廠家愿意寫控制器上的這部分驅(qū)動(dòng)，但是主控制器Soc是個(gè)龐大的系統(tǒng)，同樣也需要熟悉平臺(tái)(不能說只寫這部分驅(qū)動(dòng)，其他就不用了解了)，人力投入和資金投入都不會(huì)小，怎么想都不是筆劃算的買賣。

3.2 方案二：區(qū)域控制(ZCU)架構(gòu)讓ADB系統(tǒng)獨(dú)立成為可能

隨著整車電子電氣產(chǎn)品應(yīng)用的增加，單車ECU數(shù)量激增，分布式電子電氣架構(gòu)由于算力分散、布線復(fù)雜、軟硬件耦合深、通信帶寬瓶頸等缺點(diǎn)而無法適應(yīng)汽車智能化的進(jìn)一步發(fā)展，正向Zonal架構(gòu)邁進(jìn)。

分布式的電子電氣架構(gòu)難以適應(yīng)智能化發(fā)展趨勢

分布式與區(qū)域控制器集中式電子電氣架構(gòu)的優(yōu)劣對比

中央計(jì)算+區(qū)域控制架構(gòu)

區(qū)域控制器是汽車中的節(jié)點(diǎn)，在汽車的一個(gè)物理區(qū)域內(nèi)，為各傳感器、執(zhí)行器等設(shè)備提供電源分配，數(shù)據(jù)連接和I/O采集與驅(qū)動(dòng)需求以及可實(shí)現(xiàn)對應(yīng)區(qū)域端側(cè)的相關(guān)功能。

將智能大燈接入到區(qū)域控制器上實(shí)現(xiàn)ADB功能處理，為ADB智能大燈提供了另外一種可行的方案。由于就近接入，可以減少線束，還可以同步解決中央計(jì)算模式下存在的高延遲、網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定和帶寬等問題。

由于當(dāng)前大部分車型的區(qū)域處理器采用的還是MCU芯片，還不能支持ADB車燈功能的實(shí)現(xiàn)。但是不少芯片廠商的下一代ZCU芯片將升級到SoC芯片，具備強(qiáng)大的處理能力和一定的AI算力，有很豐富的通訊接口，同時(shí)具備一定功能安全和信息安全等級，因此可以很好的支持車燈ADB功能的實(shí)現(xiàn)。

攝像頭模組可以放在車燈外面，也可以嵌入到車燈模組里面，傳感器收集到的路況信息可交由區(qū)域控制器來處理，以及直接控制對應(yīng)電機(jī)實(shí)現(xiàn)LED矩陣各個(gè)分區(qū)的范圍和角度。

3.3 方案三：端側(cè)智能SoC讓ADB自閉環(huán)智能車燈系統(tǒng)成為現(xiàn)實(shí)

最近我們在相關(guān)展會(huì)和論壇上也看到了一個(gè)很有創(chuàng)新的智能車燈方案，在現(xiàn)場受到了廣泛熱烈的關(guān)注。

歐冶半導(dǎo)體推出了一款專門針對智能車燈的車規(guī)級專用芯片，應(yīng)該也是業(yè)界首款智能車燈專用SoC芯片，該方案的最大創(chuàng)新點(diǎn)在于將智能車燈打造成了一個(gè)自閉環(huán)智能車燈系統(tǒng)。歐冶半導(dǎo)體把傳統(tǒng)車燈MCU升級為智能SoC，實(shí)現(xiàn)了智能感知、智能控制和智能光束，即通過嵌入大燈模組的攝像頭捕捉行車信息，經(jīng)歐冶專有的AI算法計(jì)算處理后直接驅(qū)動(dòng)LED燈光和電機(jī)，使得智能化功能全部在車燈系統(tǒng)內(nèi)部閉環(huán)實(shí)現(xiàn)。

據(jù)了解，歐冶半導(dǎo)體這個(gè)芯片方案可以大幅降低智能車燈的開發(fā)成本和售后維護(hù)成本。而且一套芯片平臺(tái)方案可以支持不同類型、不同像素的車燈光源及技術(shù)演進(jìn)，包括十級/百級像素LED矩陣光源、萬級像素Micro LED光源，以及百萬級像素DLP光源。

另外該SoC芯片可以實(shí)現(xiàn)前照燈系統(tǒng)智能控制，包括遠(yuǎn)近光、轉(zhuǎn)向燈、日行燈等，并且支持遠(yuǎn)近光AFS、遠(yuǎn)光ADB模式，支持行人、機(jī)動(dòng)車防眩目以及交通標(biāo)識(shí)照度自適應(yīng)調(diào)整，還可以支持文字、圖形投影等各種創(chuàng)新燈效。該SoC芯片還支持通過工具配置方式，適配Camera不同安裝位置，例如車燈位置、中網(wǎng)位置、中控位置等等。

同行業(yè)人士交流下來，大家認(rèn)為歐冶半導(dǎo)體這款智能車燈專用SoC芯片方案，將推動(dòng)ADB智能車燈向更主流市場和主流車型的應(yīng)用和普及，并成為汽車智能化的新入口。