光子学技术将在汽车应用中大显身手

光子学技术将在汽车应用中大显身手

　　宝马的BMW-7系列汽车采用了瑞典Autoliv公司的第二代Night Vision 2夜视系统，该系统采用了一个远红外传感器，用以扫描路上的行人，其夜视距离是近光灯的3倍。当检测到车辆前方有行人或动物时，系统会自动分析现场和车辆动态，评估驾驶员碰撞到目标的风险，并在必要时向驾驶员发出警报（如通过车载显示屏发出警报，见图2）。“Autoliv公司最新的夜视系统，将夜间驾驶安全提高到了一个全新的水平，它为驾驶员在夜间道路上提供了‘另外一只眼’。”Autoliv公司夜视系统总经理Stuart Klapper如是说。

图2：当在夜间检测到一名男子在车前横穿马路时，宝马BMW-7系列汽车的远红外夜视系统向驾驶员发出了警报

　　在行车速度较慢、人流较多的城市路段，该系统只对道路上近距离内的较小范围进行监测，以避免出现过多的警报；而在行车速度较高、人流稀少的乡村路段，该系统监控的道路范围则会相应地扩大。为了对监控范围做出及时、相应的调整，Autoliv公司的夜视系统不断地从周围环境中收集夜视视频图像，并用一套先进的软件算法对超过5000多万个“影像片断”进行检测，并依此向驾驶员发出相应的警报信号。

　　Autoliv公司的夜视系统中采用的远红外相机采用320×240像素的钒氧化物热辐射测量仪，并具有一个锗窗口以保护相机的镜头免受外界的伤害。Klapper说：“与第一代相机相比，现在我们已经成功地将镜头的成本降低了30％之多。”

　　德国西门子威迪欧公司还开发了一种工作距离达150米的红外夜视系统，其产生一个经过电子处理的视频图像，用于在汽车中实时显示。该系统具有两种工作方式：一种方式采用近红外系统，在这种方式下，由两个集成到前灯中的红外发射器产生的光，被一个安装在后视镜附近的小型摄像机捕获；另一种方式采用长波红外系统，这种方式需要安装一台相机，用一个工作在6～12μm范围内的传感器来检测来自车辆周围环境的热辐射。一旦检测到人或动物，该系统都会将物体以明亮的形式显示出来。

激光点火

　　2009年夏季，福特公司就宣布其正在联合GSI集团和英国利物浦大学为下一代汽车发动机开发激光点火系统。事实上，早在20世纪70年代末，人们就已经开始研究激光点火系统了，当时有很多关于激光点火系统的研究论文已经开始出现在各类汽车技术会议上。

　　因为激光可以分解成多个光束，多个点火点将提高发动机中燃料完全燃烧的机会，从而能减少排放，提高在寒冷和潮湿条件下燃料的燃烧效率。甚至，有一部分激光能量还可以被发射回来，用以提供有关发动机如何运转的信息，从而使空气/燃料混合物的比例自动作出调整，实现更好的燃油利用率。福特公司还表示，其计划通过一根光缆提供激光火花，这会比火花塞占用更少的空间，从而能允许使用更大、更高效的发动机气门，实现更加充分的燃料燃烧。