近日美國(guó)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)機(jī)器人技術(shù)研究所研發(fā)的智能前頭燈使得司機(jī)可以充分利用遠(yuǎn)光燈，無(wú)需擔(dān)憂刺眼燈光會(huì)導(dǎo)致迎面而來(lái)的司機(jī)看不清路況，或者在雨天或雪天夜晚駕駛遭受刺眼光芒。

       圖1

這種可編程的前頭燈可以感知并虛擬追蹤任何數(shù)量的迎面而來(lái)的司機(jī)，遮擋或可能照射司機(jī)眼部的少部分遠(yuǎn)光燈。在雪天或者雨天，前頭燈通過(guò)追蹤車輛附近的單片雪花或者雨滴并阻擋車前燈狹窄的銀鍍層而改善司機(jī)的視力，這些銀鍍層會(huì)照亮雨滴并反射進(jìn)入司機(jī)眼里。

“即使在發(fā)明車頭燈后130年，過(guò)半以上的車輛在夜間發(fā)生碰撞和死亡，盡管很多時(shí)候原因并非是交通堵塞，” 研究此項(xiàng)目的機(jī)器人學(xué)副教授斯里尼瓦薩?納拉辛汗(Srinivasa Narasimhan )這樣說(shuō)道。“然而，利用我們的可編程系統(tǒng)，我們可以讓車頭燈看起來(lái)更亮，同時(shí)不會(huì)導(dǎo)致道路上的其它司機(jī)分心?！?/p>

項(xiàng)目首席工程師羅伯特?坦布羅(Robert Tamburo)將會(huì)把這一系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)測(cè)試結(jié)果展示在9月10日在瑞士蘇黎世召開(kāi)的歐洲計(jì)算機(jī)視覺(jué)會(huì)議上。由納拉辛汗、坦布羅和研究小組的其它研究人員研發(fā)的系統(tǒng)使用了數(shù)字光處理(DLP)探照燈以取代標(biāo)準(zhǔn)的車頭燈或者LED群。這使得研究人員能夠?qū)艄夥稚⒊?00萬(wàn)束小光線，每一束光都可以通過(guò)機(jī)載計(jì)算機(jī)獨(dú)立控制。

利用一臺(tái)照相機(jī)即可感知迎面而來(lái)的車輛、降雨和其它物體，例如道路標(biāo)示。100萬(wàn)束光可以相應(yīng)的進(jìn)行調(diào)整，有些變暗以保護(hù)迎面而來(lái)的司機(jī)的眼睛，而有的變亮以凸顯道路標(biāo)示或者行車道。然而整體照明的改變非常細(xì)微，一般來(lái)說(shuō)司機(jī)不會(huì)注意到這些差別。

系統(tǒng)延遲——照相機(jī)檢測(cè)和相應(yīng)的亮度調(diào)節(jié)之間的時(shí)間間隔——大約為1到2.5毫秒，坦布羅這樣說(shuō)道。這種近乎即刻的反應(yīng)意味著在大多數(shù)情況下系統(tǒng)無(wú)需成熟的算法即可預(yù)測(cè)當(dāng)車頭燈做出反應(yīng)時(shí)迎面而來(lái)的司機(jī)或者雪花的精確位置。

“我們的系統(tǒng)可以在正常高速運(yùn)行的前提下預(yù)防強(qiáng)光蒙蔽司機(jī)的視線.” 納拉辛汗這樣說(shuō)道。雨雪則是一個(gè)更難的問(wèn)題，系統(tǒng)可以在低速減少刺眼的光，但隨著速度的增加系統(tǒng)效率則可能有所降低。

除了預(yù)防刺眼的光，探照燈還可以用于突出車行道——當(dāng)?shù)缆窙](méi)有清晰標(biāo)記的車道或者邊緣，或者大雪模糊了車道標(biāo)志線時(shí)，這是非常有用的駕駛輔助。當(dāng)與導(dǎo)航系統(tǒng)相連，可編程的車頭燈可以投射箭頭或者其他方向指示以從視覺(jué)上引導(dǎo)司機(jī)。

“我們利用相同的車頭燈就能實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)甚至更多，” 納拉辛汗說(shuō)道。這與某些汽車制造商安裝的最新車燈系統(tǒng)形成了鮮明的對(duì)比。這些車燈系統(tǒng)包括多個(gè)LED系統(tǒng)，它們主要是變暗某些LED燈減少刺眼的光，同時(shí)旋轉(zhuǎn)車頭燈幫助司機(jī)看清曲折的路?！叭欢蠖鄶?shù)這些車燈系統(tǒng)都是一次性系統(tǒng)，不同的車頭燈被應(yīng)用于不同的任務(wù)?！?納拉辛汗補(bǔ)充說(shuō)道。

研究小組利用現(xiàn)成部件裝配了他們的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)并將這個(gè)系統(tǒng)放在一個(gè)敞蓬小型載貨卡車引擎蓋上方，作為道路測(cè)試時(shí)的第三個(gè)車頭燈。研究小組計(jì)劃明年在卡車車頭燈位置安裝一個(gè)較小版本的系統(tǒng)。

盡管目前研發(fā)的智能車燈系統(tǒng)比標(biāo)準(zhǔn)的車燈要更大，但納拉辛汗表示這個(gè)系統(tǒng)現(xiàn)在可裝配在卡車和公交車上，這些車輛的車頭燈更容易產(chǎn)生耀眼的光，因?yàn)樗鼈兊奈恢镁嚯x地表較高。最終，微型化應(yīng)該使得這類智能車燈與更小的車輛相兼容。

該研究小組成員包括計(jì)算機(jī)科學(xué)和機(jī)器人學(xué)教授金出武雄(Takeo Kanade)、電子和計(jì)算機(jī)工程研究助理教授安東尼?羅威(Anthony Rowe)、計(jì)算機(jī)科學(xué)碩士阿布舍克?丘格(Abhishek Chugh)、電子和計(jì)算機(jī)工程碩士蘇巴格托?杜塔(Subhagato Dutta)和維納?巴拉克德(Vinay Palakkode)以及因特爾研究的艾瑞可?努維塔蒂(Eriko Nurvitadhi)和陳梅(Mei Chen)。這項(xiàng)研究得到了福特汽車公司、因特爾社群運(yùn)算科學(xué)與技術(shù)中心和自然科學(xué)基金會(huì)的支持。它屬于安全和高效運(yùn)輸科技中心的一個(gè)項(xiàng)目，后者位于美國(guó)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的美國(guó)運(yùn)輸部大學(xué)交通中心。