车灯即将成为汽车智能化的新入口

  在汽车智能化大背景下，智能车灯已经慢慢的变成为车企智能化的重要交互方式之一。汽车照明技术持续不断的发展提升，慢慢的变多的技术和交互方式被引入车灯，回顾历史来看，从最初阶段满足基础照明功能，逐步有了从卤素大灯、氙灯到LED大灯、激光大灯的持续迭代。

  随着智能驾驶的普及，车灯对于安全性的提高有重要的因素，尤其是夜间行车远光灯刺眼的痛点下，诞生了AFS、ADB的自适应照明技术。智能汽车时代需要更加多智能交互的功能，强调汽车与人、驾驶员与行人之间更多的交互，从LED阵列显示，到显示+自适应照明车灯方案的出现，无不在说明显示慢慢的变成了智能车灯照明之外的，另一个重点功能点。

  大家已形成行业共识：汽车工业革命电动化只是上半场，智能化才是下半场。提到智能化，大众最熟知的，也是最先想到的应该非智能驾驶莫属；自动化驾驶是趋势，是潮流，也是智能汽车的灵魂所在，成为主机厂布局和宣传卖点；其次是智能座舱，将进化成科技感与炫酷感一体的第二空间，看看理想汽车，座舱内看的见的地方都是显示屏，还有冰箱、大彩电，就问你香不香，对比当前日系车的内饰（尤其是丰田车内饰，看了之后能直接把人劝退），只能说：在大部分人的印象里，车灯大多数都用在夜间照明，起到警示、提醒周围行人和汽车的作用；如果说现在汽车智能化已经“武装”到大灯，有木有点意外，大灯现在也是驾驶辅助的一部分，能够探测、识别和评估交通状况，并根据自身的需求自动控制灯的打开和关闭。

  都听说过奥迪买灯送车的这个梗，之所以被大家戏称为“灯厂”，也就是因为奥迪本身确实给汽车照明这片领域提供了层出不穷的车灯设计以及新技术；除此之外个人觉得还有其“感人”价格，奥迪最贵的车灯售价高达8万你信么？这价格够买一辆大众宝来了，虽然8万的车灯只出现在奥迪顶级豪车上，更多的是调侃的意味，但也说明了奥迪的车灯确实不便宜（买了奥迪车的小伙伴开车要注意了，坏哪都不能坏车灯呀 哈哈）。

  为什么车灯的价格差异这么大，真的是大厂在割韭菜吗？大灯的技术都有哪些，接下来简单捋一捋汽车灯的前世今生。

  化学灯时代(1886-1925年)：车灯的化学灯时代又可大致分为煤油灯时代、乙炔灯时代和白炽灯时代。

  电灯时代(1925-至今)：车灯在电灯时代的发展经过了从功能到智能的阶段，其又可大致分为卤素灯时代、氙气灯时代、LED灯时代、激光灯时代；并在氛围灯、后尾灯、前大灯等各种灯具里面都得到了广泛应用。

  LED 灯具备明显优势。LED 最早于 20 世纪 60 年代研制而成，当时所用的材料是 GaASP，发光颜色为红色。经过三十年的发展之后，LED 已能发出红、橙、黄、绿、蓝等多种色光，而照明需用的白色光 LED 仅在 2000 年以后才发展起来。与卤素灯和氙气灯等传统光源相比，LED 灯具备体积小（支持多种车灯内部设计，让车灯外观看起来更酷炫）、启动快（不产生频闪，瞬间即可达到最大亮度）、寿命长、节能环保等优点，每一个光源的独立性也可为智能化提供有利条件；与激光灯相比，LED 车灯具备成本低、寿命长的优点，优势显著。LED 车灯的大规模普及使得汽车智能化大大加速。

  智能化引领车灯行业升级。一方面，传统车灯存在照明范围不足、远光灯炫目等问题，对行车安全产生较大隐患；另一方面，汽车电子化、智能化也带动了车灯行业的发展，使得车灯也拥有了辅助驾驶、信号传输等功能。

  依托于 LED 技术的智能化车灯应运而生，相比于传统车灯，智能车灯增加了感知、决策和执行机构，系统更复杂，照明功能更强大。从实际的使用场景来看，除了车内交互之外，车辆与外部交互也同样引人关注，车灯在此承担了重要角色，车灯能够承载和显示的信息量大幅度的提高。随只能车灯渗透率的逐步提升，带动单车配套价值持续增长，车灯行业迎来新一轮发展机遇。

  ADB（Adaptive Driving Beam/自适应远光灯）：是一种可以依据路况自适应变换远光光型的智能远光控制管理系统，通过摄像机信号的输入，判断对面车辆的位置与距离，根据乘坐人数、转向角度、车身俯仰角度等，自动控制每个 LED 光源的开闭，在车头前面给出最优化的光照范围，以避免对其他道路使用者造成眩目，同时最大限度地满足驾驶者的视野需求。相比于传统远光，ADB 采用智能控制替换手动切换，使灯光控制更便利、舒适，防眩目的光型变换替换了远近光切换，在保障道路行驶安全的基础上，扩大了视野照明。

  原理：ADB 主要由安全摄像头、大灯控制器、光源模组驱动器即 LED 驱动模块（LED Driver Module/LDM）、光源模块组、传输线路等组成。与 AFS 相比，提升了车大灯的功能，将氙气灯换为 LED 灯，启动更快、照明距离更长。当对面有车时，系统会自动捕捉其他道路使用者的位置，将相应位置的 LED 调暗或者关闭，自动形成“L”型，在正常远光照明区域形成一个暗区，这样其他车辆的驾驶员就不会产生刺眼的感觉；当汽车离开一定的距离时，它会自动变回远光灯；在雨天时，可根据雨量的大小决定是不是自动开启车距灯，或者同时开启雾灯和车距灯；当后面的车辆距离前面的车辆到达一定的距离时，前面的车会自动开启闪光模式提醒后方车辆。

  矩阵式更具优势。从执行层面来看，ADB 可大致分为机械式、矩阵式、DLP 式。机械式主要通过在灯源前方加入电机设备实现灯源遮罩，缺点明显，如响应速度慢、噪声大、性能较差，未能成为主流方案。从效果和成本综合来看，矩阵式是当前 ADB 智能大灯的最佳执行方案，机械式成本相对矩阵式的 ADB 并没有显著的优势，而性能上远不如矩阵大灯；DLP大灯将车灯的像素级别直接提升到了百万级，但成本过高。矩阵式大灯从应用上能实现 ADB基本功能，同时在外观上逐步提升车灯的科技感，将是车灯执行方案中的主流选择。

  国内 ADB 车灯经过多年酝酿，渗透率快速迈过 5%关口，度过最初导入期，我们大家都认为有望迎来高速成长阶段。2019 年以前，国内 ADB 车灯仍处于技术酝酿阶段，车型配置率接近 2%，行业法规、技术、性能均未显著成熟。2019年开始，ADB车灯技术储备量上行，批量生产条件已然成熟，全球政策对 ADB 的态度日趋许可。

  2022年LED、ADB、DLP灯渗透率分别为78%、9%、低于1%。分价位区间来看，2022年，LED前大灯在10万以上的乘用车渗透率在80%以上，ADB前大灯在中高端车型渗透率在15%以上，日系、欧系、美系和自主的走量车型开始中高配ADB灯，DLP前大灯集中于40万以上的高端车型（比如智己L7、高合HiPhi等）。

  我们认为相关环境已成熟，从三大路径探讨 ADB 高速成长的必然性。如前面所述，ADB大灯已具备高速成长的前置条件与合理环境，产品性能成熟、政策环境支持、技术储备充沛，且渗透率已经度过最初的0-5%导入期，高速成长期指日可待。市场关于 ADB 大灯能否接力 LED 的成长存在争论，而我认为，从车厂配置倾向、技术成本可行性、使用者真实的体验提升三个维度可以充分论证 ADB 大灯渗透率跃增的必然性。

  轿车：比亚迪秦 Pro新能源部分版本配置了矩阵式大灯；20万以上车型的矩阵大灯，大多数都支持ADB功能。

  SUV：比亚迪宋 Pro 新能源、哈弗 H6、奥迪 Q5、途观等车型或部分版本配置了矩阵式大灯

  MPV：别克 GL8、传祺 M8、风行、传祺 M6、凯捷等车型或部分版本配置了矩阵式大灯

  按车型来看，矩阵式大灯在 MPV、SUV 领域的渗透率高于在轿车领域的渗透率。下面给大家粗略地介绍部分主机厂的矩阵式大灯搭载，最重要的包含奥迪、奔驰、大众、比亚迪、别克、吉利等。

  2013年，矩阵式LED大灯首次搭载在量产车型上---奥迪旗舰轿车A8，这一大灯由海拉HELLA公司研发，制造。

  在2019年洛杉矶车展上发布的纯电轿跑E-Tron Sportback，数字矩阵LED前大灯可以投射图像，简直比投影仪还牛！！

  奔驰E级车很早就用上了矩阵式LED大灯，技术名为MULTIBEAM LED。每组前大灯里有84个LED光源，每个光源都能独立控制。

  “Digital Light”可以和驾驶辅助系统配合使用，在路面投射六种高清警告/交互图标，包括：低抓地力路面标志，施工现场标志，防追尾标志，车道保持标志，盲点警告标志，还有限速标志。

  目前大众国产车型中，一汽-大众的 ID.6 CROZZ、ID.4 CROZZ、迈腾、高尔夫等车型，上汽大众的途观、途昂、帕萨特、凌渡等车型均已采用矩阵大灯。

  比亚迪配置矩阵大灯的车型包括海豹（“海悦耀目双 U 悬浮式大灯”）、汉（“悬浮式龙晶 LED 前大灯”）、唐新能源（“悬浮式龙晶 LED 前大灯”）等，以及宋 MAX 新能源（“钻石龙睛 LED 前大灯”）、秦 Pro 新能源等。预售阶段的新车型护卫舰 07 也配置了矩阵式大灯（“深海光影晶钴大灯”）。

  别克Matrix Pixel矩阵LED大灯主要有四组光源，首先是最靠近进气格栅的角灯模块，其次到广角近光模组，再到84像素远近光一体式模组，最后到下方的LED日行灯/转向灯条。

  吉利FY11灯具由全球知名供应商法雷奥提供，整车外饰灯具使用了326颗LED光源，仅前大灯就使用了106颗，每只大灯53颗LED灯珠。

  除了传统的自动切换近光、远光外，“FY11”的这套矩阵式大灯还配备有自适应远光照明系统——ADB远光模式。

  通常ADB系统由前视主动安全摄像头（Forward Active Safety Camera，FAS-Cam）、主控制器（中央控制器域控制器）、ADB控制器（光源模组驱动器）、ADB模组（光源模组）、传输线等几部分所组成。目前ADB的主要光源为LED，因此ADB控制器即LED驱动模块（LED Driver Module，LDM）。

  其中，车载摄像头负责路况信息的收集，包括前方车辆的位置、宽度、横向移动速度和纵向角度等信息；这一些信息通过CAN总线传输给主控制器，计算车灯的响应状态，主要核心是一块MCU；最终形成控制信号发送给ADB控制器，ADB控制器接收到信号之后，具体控制LED电源开关和执行机构，并将LED实际的开关状态实时反馈给主控制器，核心是 MCU+驱动IC；ADB模组构成了远光灯各个分区的范围和角度，受 ADB控制器直接驱动。

  当前，主控制器、ADB控制器、ADB模组均有成熟优质的厂商，其中主控制器代表国产厂商为经纬恒润，ADB控制器代表厂商为科博达、星宇股份等，技术可行性已经具备。

  从上述系统框架中可以了解到，负责收集路况信息的前视摄像头来自主控制器（智驾域控或中央控制器），传感器部分进行了复用，该系统架构的好处一是减少相关成本；不仅可复用主控制器上的算力，提升复用率降低配置成本 ，也可节省硬件/生产所带来的成本，二是从软件的开发角度底层软件、中间件均可复用，提升开发效率。

  涉及无人驾驶系统和车灯系统的坐标转换，同时摄像头位置标定挺麻烦，需要一定的投入。

  智能车灯部件与车身、无人驾驶紧密耦合，虽然复用了无人驾驶摄像头和控制器，但是在产品研究开发过程中将会大幅度的增加车灯系统Tier1、主机厂内部不同部门、无人驾驶系统Tier1之间的沟通协调工作，并增加开发成本和售后维护成本。

  决定智能远光灯智能化高低的核心有两点，第一是采集信息的传感器能否及时准确的完成工作;第二是电脑控制逻辑的合理性。其中ADB的技术重点是如何提升计算机视觉的辨识准确率是关键，且须通过 AFS 法规。它需要采集的主要是物像、探测距离以及感光。当前的前视摄像头模组复用智能驾驶控制器的，软硬件耦合度高，之前的算法与设计重点考虑的也是其他驾驶辅助功能（如ACC、AEB等），在该条件下不一定能够很好的满足ABD功能对视觉上的高识别准确率。

  对于ADB控制器设计厂家来说容易被“卡脖子”；ADB大灯核心部件之一摄像头传感器，对视觉的辨识准确率要求极高，但该核心零部件以及算法却放在别的Tier1主控制器上，友商是否愿意配合对专项ADB功能进行算法调试，双方该如何合作是个大问题，毕竟需要投入资源涉及到费用。即使ADB控制器厂家愿意写控制器上的这部分驱动，但是主控制器Soc是个庞大的系统，同样也需要熟悉平台(不能说只写这部分驱动，其他就不用了解了)，人力投入和资产金额的投入都不会小，怎么想都不是笔划算的买卖。

  随着整车电子电气产品应用的增加，单车ECU数量激增，分布式电子电气架构由于算力分散、布线复杂、软硬件耦合深、通信带宽瓶颈等缺点而无法适应汽车智能化的逐步发展，正向Zonal架构迈进。

  区域控制器是汽车中的节点，在汽车的一个物理区域内，为各传感器、执行器等设备提供电源分配，数据连接和I/O采集与驱动需求和可实现对应区域端侧的相关功能。

  将智能大灯接入到区域控制器上实现ADB功能处理，为ADB智能大灯提供了另外一种可行的方案。由于就近接入，能够大大减少线束，还可以同步解决中央计算模式下存在的高延迟、网络不稳定和带宽等问题。

  由于当前大部分车型的区域处理器采用的还是MCU芯片，还不能支持ADB车灯功能的实现。但是不少芯片厂商的下一代ZCU芯片将升级到SoC芯片，具备强大的解决能力和一定的AI算力，有很丰富的通讯接口，同时具备一定功能安全和信息安全等级，因此能很好的支持车灯ADB功能的实现。

  摄像头模组可以放在车灯外面，也可以嵌入到车灯模组里面，传感器收集到的路况信息可交由区域控制器来处理，以及直接控制对应电机实现LED矩阵各个分区的范围和角度。

  最近我们在相关展会和论坛上也看到了一个很有创新的智能车灯方案，在现场受到了广泛热烈的关注。

  欧冶半导体推出了一款专对于智能车灯的车规级专用芯片，应该也是业界首款智能车灯专用SoC芯片，该方案的最大创新点在于将智能车灯打造成了一个自闭环智能车灯系统。欧冶半导体把传统车灯MCU升级为智能SoC，实现了智能感知、智能控制和智能光束，即通过嵌入大灯模组的摄像头捕捉行车信息，经欧冶专有的AI算法计算处理后直接驱动LED灯光和电机，使得智能化功能全部在车灯系统内部闭环实现。

  据了解，欧冶半导体这个芯片方案可以大幅度降低智能车灯的开发成本和售后维护成本。而且一套芯片平台方案能支持不一样、不同像素的车灯光源及技术演进，包括十级/百级像素LED矩阵光源、万级像素Micro LED光源，以及百万级像素DLP光源。

  另外该SoC芯片能轻松实现前照灯系统智能控制，包括远近光、转向灯、日行灯等，并且支持远近光AFS、远光ADB模式，支持行人、机动车防眩目以及交通标识照度自适应调整，还能支持文字、图形投影等各种创新灯效。该SoC芯片还支持通过工具配置方式，适配Camera不同安装的地方，例如车灯位置、中网位置、中控位置等等。

  同行业人士交流下来，大家认为欧冶半导体这款智能车灯专用SoC芯片方案，将推动ADB智能车灯向更主流市场和主流车型的应用和普及，并成为汽车智能化的新入口。

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