自動駕駛和ADAS功能對汽車座艙安全設(shè)計有何影響

自動駕駛和ADAS功能的發(fā)展，正在影響汽車座艙的安全設(shè)計和制造材料。

OEM和自動駕駛開發(fā)公司曾為高級別自動駕駛的部署制定了激進的時間表，但不斷變化的市場使其不得不調(diào)整計劃。與此同時，汽車內(nèi)飾的新材料和安全技術(shù)始終受到不斷進步的自動駕駛和ADAS功能的影響。無論駕駛自動化程度如何，它帶來的機遇和挑戰(zhàn)都將推動汽車座艙不斷發(fā)展。?

但實際上，這些正在推出或即將推出的安全功能、駕駛員信息技術(shù)和創(chuàng)新材料并不完全依賴于自動駕駛的應(yīng)用。Informa Tech Automotive未來汽車駕駛艙首席分析師Drew Winter表示，電動汽車的消費者和現(xiàn)狀年輕消費者的一些功能和安全的要求與自動駕駛和ADAS的技術(shù)方向是一致的。例如，可持續(xù)內(nèi)飾面料不僅受到當前電動汽車和年輕的消費者青睞，也可以更好地滿足自動駕駛擺渡車和出租車對耐用性和便于清潔的需求。

Winter在一份最新研究報告《The Cockpit of the Future: Now to After 2030》中宣稱，過去五年中，關(guān)于新一代汽車座艙發(fā)展方向的前景已經(jīng)發(fā)生改變。他在報告中表示：“在私家車中實現(xiàn)L4和L5級自動駕駛的可能性已經(jīng)逐漸變小”。他補充說，盡管如此，許多先進的安全和材料技術(shù)以及為全自動和輔助駕駛而設(shè)計的功能依舊會出現(xiàn)在相對傳統(tǒng)的汽車上。這一點，與許多供應(yīng)商進行的相關(guān)討論也確認了。

均勝汽車安全系統(tǒng)的安全創(chuàng)新部執(zhí)行主任Len Cech表示，“我們認為有一個非常重要的（先進座艙）技術(shù)就是下一代安全帶，而且可以實質(zhì)性地推動酒駕問題的解決。在很多方面，專為自動駕駛開發(fā)的技術(shù)被證明可直接用于上述和其他用例。

駕駛員監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展

越來越多的OEM推出了“可解放雙手的”ADAS系統(tǒng)，如通用汽車的Super Cruise和福特的Blue Cruise等。這些系統(tǒng)更加關(guān)注駕駛員監(jiān)控技術(shù)，以確保駕駛員不會濫用他們新“獲得”的自由，完全轉(zhuǎn)移了注意力。目前的駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)（DMS）通常是基于攝像頭的系統(tǒng)，通過軟件評估駕駛員的注意力集中程度。但一些座艙技術(shù)供應(yīng)商表示，這些技術(shù)變得越來越復雜了。 真泰克（Gentex）是座艙技術(shù)的主要供應(yīng)商，以電致變色后視鏡和自動化連接系統(tǒng)Homelink聞名。其產(chǎn)品線管理總監(jiān)Brian Brackenbury表示，公司目前通過安裝在后視鏡中的攝像頭提供2D駕駛員監(jiān)控，但下一步將發(fā)展3D視覺，通過結(jié)合攝像頭成像與近紅外點投影儀以“實現(xiàn)3D面部識別”。

真泰克的駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)（真泰克） 3D視覺可以更精確地了解司機（可能還有其他乘員）的注意力集中情況和行為舉止。該技術(shù)主要來自Gentex在2021年收購的以色列公司GuardianOptical。 均勝汽車安全系統(tǒng)公司的工程師說，他們將為汽車座艙將開發(fā)一系列3D功能，其中一些是專為自動駕駛汽車設(shè)計的，包括安全氣囊（簾）、吸煙煙霧檢測、乘員姿勢和安全帶位置檢測。 均勝的Len Cech認為，為了實現(xiàn)更好的駕駛員/乘員監(jiān)控“需要高保真度，我們認為3D可以實現(xiàn)這一點”。均勝公司還在開發(fā)一個利用紅外線功能的DMS監(jiān)控系統(tǒng)，Cech說“有點像雷達和視覺的結(jié)合”。均勝公司綜合安全解決方案GPL副總裁Jason Lisseman補充說，“該技術(shù)可能在2027年左右投產(chǎn)，但是在投產(chǎn)之前仍要開展大量工作”。 Gentex首席技術(shù)官Neil Boehm表示公司正在開發(fā)一個虹膜識別系統(tǒng)。他表示“這項技術(shù)還沒有做好應(yīng)用于汽車領(lǐng)域的準備”，公司目前選擇的路線是為攝像頭增加人工智能和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)支持。雖然世界各市場有不同的規(guī)定，但到2026年，全球監(jiān)管機構(gòu)都將要求新車配備駕駛員監(jiān)控，而Gentex正在為此做好準備。 同時，沃爾沃認為通過加深對駕駛員認知狀態(tài)的理解，還能進一步改善當前的駕駛員監(jiān)控。對于其新推出的EX90跨界電動車的DMS，該公司采用了自然駕駛研究，以創(chuàng)建能夠“理解”駕駛員注意力水平的算法。該系統(tǒng)的真正目標是在質(zhì)疑駕駛員的注意力之前減少干擾并提高寬容度。

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此外，DMS可能還需要處理另一項任務(wù)：美國國家公路安全管理局（NHTSA）可能要求汽車配備一個檢測駕駛員能力下降（無論是酒精還是毒品引起的）的系統(tǒng)。2021年的聯(lián)邦基礎(chǔ)設(shè)施法案要求NHTSA在2024年之前制定一個最終規(guī)定，要求所有新售乘用車安裝一個檢測駕駛員能力下降的系統(tǒng)。然后，汽車制造商將有兩到三年的時間開始標配這一系統(tǒng)。但是，目前在可以或應(yīng)該使用哪種類型的技術(shù)上還沒有達成共識。大多數(shù)廠商開發(fā)的是呼吸檢測或基于觸摸的光譜分析法，但基于視覺的方法似乎也行得通。 Gentex的產(chǎn)品線管理總監(jiān)Brackenbury認為“視覺檢測是一種有趣的方式?！钡珶o論選擇何種技術(shù)，在決定精確度和可重復性標準方面還有大量工作要做。與此同時，Lisseman表示呼吸檢測是 “有缺陷的”。“我們認為觸摸檢測可以代替呼吸檢測。隨著光譜分析法的發(fā)展，這種檢測也變得越來越可行了。他說微電子機械系統(tǒng)（MEM）為觸摸檢測法的實現(xiàn)提供了支持，以滿足其認為將于2026-27年落地的檢測要求。 ? 專營過濾介質(zhì)和電子產(chǎn)品的汽車技術(shù)供應(yīng)商旭化成（Asahi Kasei）在2021年初展示了其呼吸檢測系統(tǒng)。旭化成北美出行總監(jiān)Michael Franchy接受SAE采訪時表示，公司正在與位于弗吉尼亞州的駕駛員酒精安全檢測系統(tǒng)（DADSS）研究項目進行合作。沃爾沃的2024款EX90成為首批搭載酒駕/毒駕監(jiān)控傳感器的OEM之一。

最佳座位

Informa Tech的Winter表示，可靈活調(diào)整的座位布局是另一項頗具發(fā)展?jié)摿Φ淖搫?chuàng)新。他指出，一開始，新的座位布局和設(shè)計“可能會用于商業(yè)應(yīng)用”，如擺渡車（人工駕駛或無人駕駛）和自動駕駛出租車。 ? 均勝工程師表示，我們所面臨的挑戰(zhàn)是如何確保乘員安全水平達到或超過現(xiàn)行規(guī)定。均勝正在為此趨勢開發(fā)一系列的解決方案。其中包括 “安全帶集成輔助約束系統(tǒng)”（BARS），這是一種專門為“新概念內(nèi)飾”設(shè)計的頭部和身體繭狀安全氣囊，可實現(xiàn)傳統(tǒng)座椅不具備的可能性。工程師們指出，BARS安全氣囊與均勝的DMS安全帶配合使用，不僅能保護非常規(guī)座椅位置上的乘員，更能保護座椅躺平時的乘員。 ? 在理想情況下，這種BARS安全氣囊和DMS安全帶能根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)捕捉的所有乘員位置進行適應(yīng)性部署。然而，均勝的Len Cech強調(diào)，這種安全硬件的實現(xiàn)需要制定針對可自由調(diào)整位置的座椅碰撞測試法規(guī)。 Informa Tech的Winter說，“靈活座椅”是受到自動駕駛啟發(fā)的座艙功能之一，將來一定會實現(xiàn)。但如果沒有適當?shù)陌踩o助，這一切都只是空想。他堅持說：“只要自動駕駛汽車與非自動駕駛汽車都在路上行駛，就需要安全帶?！?/p>

確保安全

對于那些認為顯示屏已經(jīng)占據(jù)了我們生活的人來說，有一個壞消息：顯示屏只會越來越多，越來越大。不斷增加的輔助駕駛功能將為所有乘員提供與艙內(nèi)顯示器互動的更多可能性。 ? 大陸集團的跨艙顯示屏采用了“減少分心”的技術(shù)；中控臺表面是一種智能面材，僅在需要時才與顯示器結(jié)合顯示。（大陸集團） Informa Tech的研究顯示，車上的電子屏幕數(shù)量會持續(xù)增加直至2028年。為了減輕駕駛員分心程度，顯示屏正在變得更智能化。大陸集團的視角切換顯示屏和ShyTech技術(shù)為我們指明了方向。盡管這兩種技術(shù)都大肆鼓吹“從A柱到A柱”的大畫幅顯示，但在許多情況下，這些技術(shù)只在需要時才會激活。視角切換顯示屏采用了這一概念的變體，將可能分散乘員注意力的圖像或內(nèi)容調(diào)整到只有前座乘客可以看到的角度。

Informa Tech/Ward’s Intelligence的研究表明，“智能”座艙材料的理想屬性。（Ward’s Intelligence）? 絕大多數(shù)消費者表示他們想要更多更大的屏幕，但最新的技術(shù)不太支持他們，其目的是將這一切淡化。Winter認為，對于未來的艙內(nèi)顯示器，“可以關(guān)閉令人分心的屏幕是非常重要的”。

材料發(fā)展

汽車行業(yè)正在努力提高座艙材料的可回收性，特別是占據(jù)了汽車不可回收材料大部分的座椅面料和海綿。汽車制造商和供應(yīng)商已經(jīng)聽到了客戶對車內(nèi)可持續(xù)材料的呼聲。 ? 早在CES 2020上，寶馬的ZeroG Lounger預(yù)見了機器人出租車、自動駕駛和輔助駕駛可能實現(xiàn)的靈活座位調(diào)整，同時也展示了對非常規(guī)座椅位置乘客的保護。?（寶馬） Winter表示，沃爾沃是對使用可持續(xù)材料最堅定的汽車制造商之一，Rivian和寶馬也有新突破。該公司聲稱，寶馬的全新iX電動車使用了可持續(xù)生長的木材，且“車門、座椅、中控臺和地板的表面使用了高比例的再生塑料，還有用回收的尼龍廢料制成的地板墊”。上面提到的沃爾沃新EX90也采用了各種可持續(xù)的座艙材料。大陸集團最近推出了新型汽車內(nèi)飾面料Benova Eco Protect，這是一種堅固但優(yōu)質(zhì)的柔軟材料，具有低揮發(fā)性有機化合物 （VOC）、低碳排放、比同類傳統(tǒng)材料輕20%等優(yōu)勢。 ? 沃爾沃的新款EX90電動汽車提供可持續(xù)性的羊毛混紡座椅內(nèi)飾，以及Nordico，這是一種由回收材料制成的紡織品。?（沃爾沃） Winter 說，部分新型替代材料和可持續(xù)材料可以應(yīng)用到商業(yè)自動駕駛汽車，如自動駕駛擺渡車和專車，耐用性和易于清潔對這類車輛是最重要的問題。他說，“起初這只是為了應(yīng)對疫情，但現(xiàn)在人們已經(jīng)養(yǎng)成注重衛(wèi)生的意識了。” ?

編輯：黃飛

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