ams OSRAM白燕恭：创新光学与传感技术如何重塑人车交互方式
【导读】近日，在第11届EEVIA年度中国硬科技媒体论坛暨产业链研创趋势展望研讨会上，艾迈斯欧司朗大中华区及亚太区汽车应用技术总监白燕恭，从智能表面的应用与挑战切入，深入分享创新光学与传感技术如何重塑人车交互方式，进一步为汽车内外新兴应用带来新的增长和促进。
功能日趋丰富的智能座舱功能受益于用户感知更强，正成为汽车企业竞争差异化的主要切入口。亿欧智库预计2025年中国乘用车前装智能座舱的市场渗透率将快速攀升至35%，市场规模也将大幅增长至1060亿元。智能表面通过集成照明、传感等电子部件，兼具装饰性与功能性，已成为智能座舱人车交互的核心承载，也是目前最受追捧的智能座舱应用之一，更是未来汽车价值提升的关键点之一。
图1：艾迈斯欧司朗大中华区及亚太区汽车应用技术总监白燕恭分享《创新性光学和传感技术如何提升未来汽车价值》
智能表面：未来汽车交互新范式
智能表面作为一项创新技术，最直观的理解是以隐藏式电子按键取代机械式按键，具备三大突出优势：首先，传统实体按键的成本较高，而智能表面可以实现多种按键，并且具备灵活自定义的功能，还可以通过OTA升级来更新按键设置。其次，随着汽车内饰设计的简洁化趋势，隐藏式电子按键能够满足消费者对内饰设计风格统一的要求。最后，智能表面还有助于实现汽车的轻量化设计。尤其是对于电动汽车而言，轻量化意味着更长续航，从而减少里程焦虑。
汽车架构正从传统的分布式架构，向集中式、中央式架构演进，而智能表面应用的局部集中度也随之提高。中控作为典型的车内智能表面应用，集成了各种控制功能。比如，中控采用像素化LED，根据不同操作、配合不同应用条件，显示不同的颜色或进行像素化控制，提供更加丰富的可视化人机交互信息。同时，中控还集成了触控和压力传感检测装置，实现了各种按键、滑动条和旋钮等多种控制功能，大大提升了用户操作的便利性和有效性。此外，中控还具备根据环境光亮度进行背光亮度智能调节的功能。这可以避免在点亮时过于刺眼或昏暗不清，提供更加舒适自然的视觉体验。
图2：艾迈斯欧司朗汽车内饰-中控光学及传感应用
白燕恭指出，智能表面应用的实现并非易事。集中式设计趋势下，未来汽车各种功能将集中在不同的域中，智能表面应用要将传感器、控制功能、软件和算法等集成在一起，并确保它们之间的协调和流畅配合，可谓挑战重重。以亮度调节功能为例。人们已经习惯智能手机上几乎瞬间响应的亮度调节，因为它配备了本地光传感器。而汽车上通常只配置一个中央亮度传感器，需要先从不同位置向中央域请求获取亮度数值后再进行调节，因此会存在一些延迟，无法瞬时响应。
如何解决这些智能表面应用实现中的挑战？白燕恭以艾迈斯欧司朗新推出的智能RGB LED新品OSIRE? E3731i，以及自研并开源的通信协议OSP为例，通过氛围灯应用的实例，展示了艾迈斯欧司朗以创新光学和传感科技使智能表面更加智能、高效、可靠的独特思路。
智能LED：动态照明革新之路
在车内智能表面应用中，氛围灯可算是异军突起，除了传统的车顶内饰灯、中控台、脚踏之外，还被应用于汽车logo、门把手、迎宾灯等多处。得益于上游光学技术的迅猛发展，氛围灯不仅能够调节亮度和颜色，还能通过独特的呼吸效果和音乐律动效果等方式，成为人机情感互动的媒介。这一创新不仅提升了用户的驾乘舒适感，更加强了他们对汽车品牌的认同感，受到了车企的热烈追捧。
氛围灯目前的应用趋势可以总结为如下五点：
首先，LED数量不断增加，预计几年内将快速增长至高达1000颗，因此需要考虑如何构建系统性解决方案来灵活调节如此大量的LED灯。
其次，客户对灯的亮度要求越来越高。氛围灯的使用环境由夜晚扩展至白天强光环境下，因此设计时需要考虑不同光线环境，以便在任何时候都能够保持最佳的照明效果。
再次，为了通过IME一次注塑成型实现智能表面，LED必须要能够承受高温高压环境。
第四，对于数量大增的LED灯，显示一致性也是一个重要问题。全车的LED灯应该显示相同的颜色和亮度，以确保视觉效果的一致性。因此，对LED本身的一致性以及色点和亮度的校准等方面也有更高的要求。
最后，与LED属性有关的问题也很多。不同车企和消费者对LED的色点有不同的要求，不同电流驱动、温度和使用时间下色点和亮度的变化不同，因而需要预置色点、亮度等补偿信息以进行全生命周期校准。RGB灯的混色也需要足够的灵活性、可编程性，以确保最终混色的效果符合预期。
图3：艾迈斯欧司朗汽车内饰-氛围灯应用趋势
为响应以上趋势需求，艾迈斯欧司朗推出智能RGB LED新品OSIRE? E3731i。此款智能LED内置驱动和支持OSP的串行总线接口，将以往大量LED构成的照明系统需要多个MCU和驱动器加以控制的情况，简化为仅需一条OSP总线即可通过菊花链串联高达1000个节点（即1000颗LED）且只需一个MCU控制，极大地提升了系统的集成度和设计开发效率。
OSIRE? E3731i的出色性能不仅止于此，它还内置了温度传感器和片上存储器，并在出厂时已预置所需的色点、亮度、各种条件下的补偿信息等。客户在使用时只需读取相应参数，即可轻松地实现全生命周期终端校准，确保系统各LED呈现高度光学一致性和均匀性，也极大简化了以往繁琐的使用、校准过程。
白燕恭表示，基于艾迈斯欧司朗的OSIRE? E3731i，车内氛围灯的应用将更加便捷、高效，满足消费者对驾乘体验不断提升的需求，同时也为汽车动态照明领域的技术创新树立了新的典范。
OSP生态：不止于眼前的智能表面
在智能表面应用中，除了照明之外，传感器的集成也是一大挑战。借鉴了OSP总线的实现经验，艾迈斯欧司朗在现有基础上开发了一款OSP转换器，考虑到车内大部分传感器采用I2C接口，可通过此OSP转换器，将I2C协议数据直接转换为OSP协议，从而使传感器需求能够灵活地集成到智能表面系统中。
这种集成方式在实际应用中展现出显著的优势。白燕恭以一款含有300颗灯珠的灯板设计为例进一步介绍到，OEM要求根据环境光亮度调节灯板亮度，传统做法是在灯板外侧设置MCU，或者通过中央域控请求亮度信息，或者将光传感器接入到MCU上。而借助于艾迈斯欧司朗开源的OSP总线和OSP转换器，设计工程师可轻松将OSP总线上的任意灯珠节点替换为OSP转换器，并将传感器通过OSP转换器接入系统。这使得系统设计可以更加灵活地满足OEM设计需求的多样化。
图4：艾迈斯欧司朗开源OSP生态
可以说，基于OSP总线，系统集成将变得更加高效和简洁。通过统一的接口和协议，不同的设备和功能被完美地集成到一个系统中，大大简化了系统的设计和开发过程。同时，它提高了系统的可扩展性，使得设备的增减变得灵活自如。此外，开源的OSP总线提升了系统的性能，实现了设备间的高速通信和协同工作。
艾迈斯欧司朗以创新性光学和传感技术为核心，推出了智能RGB LED、OSP总线和OSP转换器，为智能表面应用带来了更为便捷、灵活的集成方案。这一创新不仅彰显了艾迈斯欧司朗在照明和传感领域的领先地位，更将通过OSP概念和生态的发展，革新未来汽车价值提升点。
白燕恭总结到，照明和传感的结合，将为汽车带来更加智能化、人性化的交互体验，提升汽车的科技感、舒适性和安全性，为未来汽车市场注入新的活力。
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