隨著汽車產(chǎn)業(yè)的智能化與網(wǎng)聯(lián)化趨勢(shì)愈發(fā)明顯,紅外熱成像技術(shù)正逐漸從高端車型的奢華配置轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芑囆偷臉?biāo)配功能。這一原本主要應(yīng)用于軍事領(lǐng)域的“黑科技”,憑借其獨(dú)特的熱輻射感知能力,正在為汽車在復(fù)雜環(huán)境下的安全性能設(shè)定新的標(biāo)準(zhǔn)。
據(jù)市場(chǎng)預(yù)測(cè),全球汽車紅外熱成像市場(chǎng)的規(guī)模將從2024年的20億美元迅速增長(zhǎng)到2030年的65.9億美元,年復(fù)合增長(zhǎng)率超過(guò)20%。這一顯著增長(zhǎng)背后的驅(qū)動(dòng)力是技術(shù)上的突破、市場(chǎng)需求的增加以及整個(gè)產(chǎn)業(yè)生態(tài)的協(xié)同發(fā)展。
紅外熱成像技術(shù)的基本原理是通過(guò)捕捉物體自身發(fā)出的紅外輻射(波長(zhǎng)在8-14μm之間)來(lái)生成溫度分布圖像。與依賴可見(jiàn)光的傳統(tǒng)攝像頭不同,紅外攝像頭能在完全黑暗、強(qiáng)光眩光、雨霧沙塵等極端條件下穩(wěn)定工作。這種“被動(dòng)成像”的特性使其成為智能駕駛感知層的重要補(bǔ)充。
早期車載紅外設(shè)備主要使用制冷型探測(cè)器,雖然靈敏度高,但體積龐大且成本高昂,單只探測(cè)器價(jià)格曾高達(dá)60萬(wàn)元。然而,隨著非制冷型探測(cè)器技術(shù)的成熟,成本已大幅降低至幾百元。例如,高德紅外研發(fā)的12μm非制冷探測(cè)器已經(jīng)實(shí)現(xiàn)前裝量產(chǎn),而睿創(chuàng)微納推出的6μm芯片更是將分辨率提升至1920×1080,達(dá)到了消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品的新標(biāo)準(zhǔn)。這種技術(shù)上的突破不僅提升了產(chǎn)品的穩(wěn)定性,也為大規(guī)模應(yīng)用鋪平了道路。
紅外熱成像圖像本身只能提供溫度信息,要實(shí)現(xiàn)目標(biāo)識(shí)別還需結(jié)合AI算法。軒轅智駕的“算法盒”通過(guò)深度學(xué)習(xí)技術(shù),能對(duì)行人、車輛、路面障礙物進(jìn)行實(shí)時(shí)分類,并在0.1秒內(nèi)觸發(fā)聲光預(yù)警。更為前沿的方案則嘗試將紅外與可見(jiàn)光、激光雷達(dá)進(jìn)行像素級(jí)融合,如睿創(chuàng)微納的雙光譜追蹤系統(tǒng),通過(guò)動(dòng)態(tài)自適應(yīng)算法實(shí)現(xiàn)千米級(jí)目標(biāo)的精準(zhǔn)鎖定。這種多傳感器融合的趨勢(shì)在高端車型中尤為明顯,例如廣汽埃安昊鉑GT配備的紅外夜視攝像頭與3個(gè)激光雷達(dá)、12個(gè)可見(jiàn)光攝像頭協(xié)同工作,實(shí)現(xiàn)了360度全場(chǎng)景覆蓋,特別是在雨霧天氣下的探測(cè)能力大幅提升。
技術(shù)突破的背后是整條產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同創(chuàng)新。高德紅外通過(guò)自主研發(fā),實(shí)現(xiàn)了紅外探測(cè)器材料、芯片、電路、封裝和制冷機(jī)等9大核心技術(shù)、300余道主要工藝、4000余項(xiàng)工序的全面國(guó)產(chǎn)化。這種技術(shù)自主性不僅打破了國(guó)際壟斷,還推動(dòng)了成本的大幅下降。近年來(lái),國(guó)內(nèi)企業(yè)在生產(chǎn)工藝上也取得了重大突破。軒轅智駕建成了國(guó)內(nèi)首條車載紅外攝像頭AA(主動(dòng)對(duì)焦技術(shù))自動(dòng)化生產(chǎn)線,年產(chǎn)能從15萬(wàn)臺(tái)提升到100萬(wàn)臺(tái),產(chǎn)品光軸中心偏差精度控制在3個(gè)像素點(diǎn)內(nèi),滿足了智能汽車在不同地區(qū)更多元場(chǎng)景下的使用需求。
紅外熱成像技術(shù)在多個(gè)關(guān)鍵場(chǎng)景中展現(xiàn)出不可替代的價(jià)值。在夜間駕駛時(shí),紅外熱成像能識(shí)別8-200米范圍內(nèi)的生命體。例如,奧迪A6L的夜視系統(tǒng)可通過(guò)不同顏色標(biāo)記行人與大型動(dòng)物,并在儀表盤和HUD上同步預(yù)警,顯著提升了應(yīng)急反應(yīng)時(shí)間。對(duì)于智能駕駛而言,紅外熱成像技術(shù)是攻克“長(zhǎng)尾場(chǎng)景”的關(guān)鍵。在暴雨中,激光雷達(dá)點(diǎn)云密度可能下降70%,而紅外攝像頭仍能保持穩(wěn)定成像。滴滴智能駕駛已在Robotaxi中部署紅外傳感器,測(cè)試數(shù)據(jù)顯示,在能見(jiàn)度低于50米的霧霾天氣下,紅外系統(tǒng)的目標(biāo)識(shí)別準(zhǔn)確率比傳統(tǒng)方案明顯提升。
在車輛健康管理領(lǐng)域,紅外熱成像技術(shù)同樣發(fā)揮著重要作用。它可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池模組溫度分布,提前發(fā)現(xiàn)異常升溫。軒轅智駕的紅外設(shè)備已應(yīng)用于商用車,通過(guò)分析電池包表面溫度變化,可在熱失控前10分鐘發(fā)出警報(bào),為人員疏散爭(zhēng)取了寶貴時(shí)間。紅外掃描還能檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱等關(guān)鍵部件的溫度異常,高德紅外的車載紅外設(shè)備已在陜汽重卡中實(shí)現(xiàn)批量應(yīng)用,幫助車隊(duì)降低了30%的機(jī)械故障率。
紅外熱成像技術(shù)還進(jìn)一步拓展了智能座艙的應(yīng)用邊界。睿創(chuàng)微納的紅外算法能識(shí)別駕駛員打哈欠、閉眼等行為,通過(guò)座椅震動(dòng)或語(yǔ)音提醒預(yù)防事故,同時(shí)還能檢測(cè)車內(nèi)是否遺留兒童或?qū)櫸?。結(jié)合人體舒適度模型,紅外系統(tǒng)可聯(lián)動(dòng)智能空調(diào)、座椅加熱等設(shè)備,根據(jù)不同區(qū)域的溫度分布動(dòng)態(tài)調(diào)整環(huán)境參數(shù),為司乘人員提供更加舒適的乘車體驗(yàn)。
紅外熱成像市場(chǎng)正經(jīng)歷結(jié)構(gòu)性變革。早期由FLIR、博世等國(guó)際巨頭主導(dǎo)的高端市場(chǎng),正被中國(guó)本土企業(yè)快速突破。與此同時(shí),技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)成本下降,進(jìn)而推動(dòng)應(yīng)用場(chǎng)景從豪華車型向中低端市場(chǎng)延伸。FLIR Systems憑借先發(fā)優(yōu)勢(shì),占據(jù)全球車載紅外市場(chǎng)25%的份額,其R系列產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于寶馬、奧迪等高端車型。而中國(guó)企業(yè)如高德紅外、睿創(chuàng)微納通過(guò)全產(chǎn)業(yè)鏈布局實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破,并與東風(fēng)、廣汽等車企深度合作,年產(chǎn)能達(dá)百萬(wàn)套,推動(dòng)了紅外熱成像技術(shù)在中端車型的滲透率大幅提升。