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 說到激光技術在汽車上的應用，大家或許對激光焊接、激光切割和激光打標等技術耳熟能詳。得益于汽車廠家的賣力宣傳，即便是普通的消費者可能都知道某個車型的車身激光焊接長度達到了多少米。

　　
的確，激光加工技術作為一項先進制造技術在汽車上應用大大提升了汽車制造水平，提高了生產效率和生產質量。不過，隨著技術的發(fā)展，激光在汽車上的應用并不局限于這些加工領域。蓋世汽車記者通過走訪慕尼黑上海光博會主辦單位相關人員、整車制造商、一級零部件供應商、汽車電子企業(yè)、科技公司等，發(fā)現了激光技術在汽車行業(yè)的一些創(chuàng)新應用。

 

　　
激光大燈：更小、更亮、更節(jié)能

　　
汽車大燈作為汽車上的一個重要部件，在提供照明確保行車安全的同時，還起到了裝飾和美觀作用。如今，隨著技術的不斷發(fā)展，人們還希望它可以更加明亮，同時還要能夠更加節(jié)能和耐用。因此，在汽車工業(yè)發(fā)展的一百多年歷史中，汽車大燈也經歷了一系列的技術革新，從鹵素大燈、氙氣大燈到今天的LED大燈。然而，當汽車廠商還在大力宣傳LED大燈的各種優(yōu)勢之時，激光大燈已“半路殺出”。
 

圖為：奧迪R8 LMX激光大燈

　　
據了解，最早提出將激光技術用于汽車大燈想法的是寶馬公司和美國桑迪亞國家實驗室。他們利用藍色、紅色、綠色和黃色光源相結合，創(chuàng)造出了一個媲美普通發(fā)光器產生的白色光源，同時也較好地解決了激光二極管激光器所發(fā)的白光顏色渲染質量差的問題。2011年，寶馬率先將激光大燈應用于i8概念車上，該車量產車型于2014年秋推向市場，成為全球第一款配備激光大燈的量產車型，之后寶馬又將其應用到新一代7系車型上。與此同時，在汽車照明領域頗有建樹而被車迷戲稱為“燈廠”的奧迪公司自然也不甘落后，已經將其矩陣式激光大燈技術也應用于R8 LMX量產車上。

　　
讀者不禁要問：LED大燈已經具備節(jié)能、壽命長、體積小、亮度衰減低以及相應速度快等優(yōu)點，為什么還需要激光大燈呢？事實上，激光光源不同于普通光源，它只是單色光源，光只有一種波長，因此這種特性可以使激光照明亮度更強，光型也能夠精確、迅速并且安全地控制。得益于這些特點，激光大燈除了具有LED燈的優(yōu)勢外，其亮度更高，是LED大燈的一千倍，因此照射距離更遠，寶馬i8車型上的激光大燈有效照射距離可達600米；此外激光大燈總成體積更小，這給汽車設計師留下了更多設計空間；更為重要的是，激光大燈的照明效率更高，因此更節(jié)能，在未來依賴電池驅動的電動汽車上的優(yōu)勢將更加明顯。

　　
除了大燈，奧迪等廠家還將激光光源應用到了霧燈上，利用激光光源可控的特性，改進燈光的可視效果，提高行車安全。此外，利用激光二極管發(fā)光的特性，通過導光材料，激光在汽車內飾照明方面也有新的應用機會。正如寶馬i8的廣告詞：now with laser headlights（現在是激光大燈時代），激光大燈或將開啟汽車照明領域新的里程碑式發(fā)展。
 

　　
激光雷達：推動自動駕駛汽車發(fā)展

　　
如果說汽車照明即將進入一個新時代，那么汽車工業(yè)中的另一個偉大時代也將來臨，那就是自動駕駛時代。自動駕駛汽車是利用傳感器及車聯(lián)網等技術收集有關車輛及車輛周遭環(huán)境的數據，車載電腦通過這些實時數據作為判斷依據來控制車輛的加速、剎車及轉向系統(tǒng)，從而實現在無人操控的情況下自行駕駛的技術。

圖為：谷歌自動駕駛測試車

　　
在實時數據收集方面，安裝在車輛上的傳感器起著非常關鍵的作用，包括攝像頭、雷達和超聲波傳感器等。事實上，這些技術已經在今天的車輛上得到了普遍應用，用于提升行車安全，比如車道保持、緊急剎車系統(tǒng)和倒車輔助等。但是，這些傳感器技術各有優(yōu)缺點，在實現自動駕駛方面任何一種技術都無法滿足需求。而另外一種用于探測和測距技術——激光雷達在汽車上的應用，與這些傳感器互為補足，加快了自動駕駛汽車的實現。

　　
激光雷達又稱LIDAR（激光探測及測距），是以發(fā)射激光光束探測目標的位置、速度及距離等特征的系統(tǒng)。據了解，激光雷達最初用于軍事領域，作為目標探測和跟蹤系統(tǒng)，被認為是更難被敵軍干擾和探測到的裝置。有別于攝像頭和超聲傳感器，激光雷達通過讀取激光反射數據，可以精確判斷出物體的形狀和位置，甚至可以探測出車道的標記、坑洼和坡度，這些數據對于汽車實現自動駕駛來說非常重要。此外，由于激光光束射程遠，它可以探測更遠的物體，使汽車可以“看”得更遠。

　　
在谷歌的自動駕駛汽車上，其定位導航系統(tǒng)便采用了64級激光技術進行物體探測和測距，能夠收集超過100萬個數據點的信息，提供關鍵位置信息及導航功能。除了谷歌之外，包括豐田、大眾、寶馬、奧迪、日產等在內的OEM公司以及大陸、博世及德爾福等一級供應商，都在研發(fā)和測試自動駕駛汽車技術，此外，百度公司的無人駕駛汽車也已經上路測試，這些公司自然也都用到了激光雷達技術。

　　
在可預見的未來，自動駕駛汽車的發(fā)展將為激光雷達創(chuàng)造巨大的市場需求。
 

　　
激光HUD：提高行車安全

　　
抬頭顯示器（HUD），也稱平視顯示器，近年來在汽車上受到了越來越多的關注。這種設備將車輛的行駛信息通過投影的方式投射到前擋風玻璃上，比如車速、發(fā)動機轉速、導航信息、油量以及一些警告信息等。抬頭顯示器可以讓駕駛員在車輛行駛過程中將目光保持在前方道路上，不必低下頭去看這些信息，因此幫助提高了行車安全。

圖為：捷豹路虎配備的激光全息技術HUD

　　
傳統(tǒng)上，抬頭顯示器利用燈泡作為光源直接利用屏幕反射的方式顯示數據，其顯示效果與光源質量和明亮度有很大關系。如同投影儀一樣，抬頭顯示器的光源也從經歷了傳統(tǒng)的燈泡逐漸轉向LED，直至今天的激光技術。首款激光抬頭顯示器最早出現在2011年拉斯維加斯消費電子展上，奧迪與先鋒公司各自展出了這項技術。

　　
以先鋒公司產品為例，它主要利用RGB激光技術，采用具有較高功率的紅、綠、藍單色激光器為光源，混合成全彩色，當掃描速度高于所成像的臨界閃爍頻率，就可以滿足人眼“視覺殘留”的要求，人眼就可清晰觀察。與傳統(tǒng)抬頭顯示器相比，激光技術所顯示出來的數據會更加清晰，即使在日光較強的室外也還可以看清楚，除此之外，其顯示出的數據信息會比傳統(tǒng)在主板上的焊接LED顯示的數據更加靈活。

　　
率先將激光抬頭顯示器應用于量產車上的是捷豹公司，在其全新一代XE車型上首度搭載了激光抬頭顯示器。捷豹公司表示，這款抬頭顯示器是業(yè)界首次使用激光投影技術。與傳統(tǒng)設備相比，激光投影至擋風玻璃上可以減少外界光影的干擾，顯示的畫面更加清晰，對比度更高。此外，除了同樣可以提供有關車速、導航和地圖等信息外，激光抬頭顯示器的體積比傳統(tǒng)設備更小，重量也減輕了1/3。

　　
據美國市場研究公司MarketsandMarkets預測，2020年全球抬頭顯示器市場需求將達90.2億美元，年平均復合增長率達26.23%。激光抬頭顯示器得益于其獨特的優(yōu)勢也將不斷提高其市場滲透率。

　　
激光大燈、激光雷達和激光HUD，這些技術已經在量產車型上得到了應用。但是，激光技術在汽車上的應用還不僅限于此，比如已經有研究機構和汽車制造商開始嘗試將激光器用于發(fā)動機點火系統(tǒng)的火花塞上來提高燃燒效率；還有汽車制造商利用激光進行手勢的探測和測距（原理等同于前文的激光雷達），用于手勢控制系統(tǒng)，進行系統(tǒng)的操控。

　　
展望未來，隨著技術的不斷發(fā)展和新需求的出現，激光將發(fā)揮更多潛能，滿足汽車對安全、環(huán)保和智能化的需求。