智能车大灯：在夜间路面投射交通信息 自动照亮路边标识和行人

ECE教授Xin Li正在帮助HASCO视觉技术开发“智能前大灯”，它可以显示光束内的信息，比如这里显示的道路方向。来源：杜克大学

这是一个常见的场景：任何人在晚上在黑暗的道路上开车。在转弯处和上坡时，打开汽车的远光灯可以更好地观察路况，而司机的手则随时准备在几秒之后关闭远光灯，以免闪到迎面而来的车辆和导致交通事故。

Xin Li相信有更好的解决方案，他正在与中国最大的前大灯制造商合作，使之成为现实。

“现代汽车的前大灯不只有一两个灯泡，它们最多可以有100万个，”杜克大学(Duke University)和杜克昆山大学(Duke Kunshan University)的电子和计算机工程教授Li说。“我正在与业内合作伙伴合作，打造一款‘智能前大灯’，它可以单独控制每个像素，识别周围环境后自动照亮汽车前面的不同区域。”

例如，前大灯可以减少指向迎面而来的汽车的光线，同时增加即将到来的路标的照明。或者它可以检测到附近的行人，并通过照亮突出他们的身体来警告司机，同时避免光线直接照到他们的眼睛。

制造这样一个前照灯的挑战并不是创造不同的光线模式——它是教汽车如何自动识别周围环境，并自己制作模式。中国最大的汽车灯具制造商HASCO Vision技术公司正求助于Li来帮助他们解决这个机器学习的问题。

机器学习可以教“智能前灯”识别环境，并帮助司机照明附近的行人，同时避免路人致盲。来源：杜克大学

许多汽车公司都在使用摄像头和机器学习来帮助控制自己版本的自动驾驶汽车，因此Li在这方面绝非孤军奋战。然而，机器学习算法需要从大量数据中学习，但是为此目的而创建的许多数据集和算法都集中在白天的驾驶上。

Li在北卡罗来纳州和中国昆山两地跑，他说：“不过我们的应用并不关心白天的情况，在智能前照灯上使用这种方法实际上更加困难，因为照明条件要差得多。这是一个非常独特的挑战，过去从来没有被好好研究过。”

当他的行业合作伙伴正在努力收集更多的夜间视频，并煞费苦心地为一些重要的物体做标记，比如标识、行人和其他车辆时，Li正在优化机器学习算法，由于决策必须是实时的，研究人员必须选择合适的硬件，并设计出适合其体系结构的算法。

帮助Li完成这项任务的是DKU研究科学家Xin Feng。Li和Feng已经完成了一个令人印象深刻的测试版本，但在上路之前还需要改进。

使用“智能前灯”显示路面信息的另一个功能是提醒司机限速。来源：杜克大学

“检测的准确性非常重要——你不能漏掉任何东西或任何人，”Li说。“尽管这是一个非常重要和具有挑战性的问题，但它只是一个衡量标准。”另一个是实时响应。如果该算法的响应时间太长，那么它就没有用了。从技术上讲，这是两个最具挑战性的问题。

检测精度非常重要——你不能漏掉任何东西或任何人。“尽管这是一个非常重要和具有挑战性的问题，但它只是其中一个衡量标准而已。另一个是实时响应。如果该算法的响应时间太长，那么它就没有用了。从技术上讲，这是两个最具挑战性的问题。”

但这些都是Li希望在不久的将来能够解决的问题，同时还会增加一些额外的细节。该项目的另一个方面是利用前照灯将重要信息投射到道路上，例如天气和道路状况、交通标志、导航方向甚至车道等。

其他的进展可能包括使用自动驾驶汽车可能最终会拥有的替代传感器，如雷达和激光雷达。但就目前而言，该项目仅使用前置摄像头来降低成本，因为在未来几年里，消费者在道路上看到大量智能前大灯的可能性，要远远高于看到增加检测功能的自动驾驶汽车的可能性。

“我认为我们可以在未来两年内推出第一代产品，”Li说。“一旦我们在路上有了这些产品，我们可以得到更多的反馈和数据，进一步提高产品的准确性和响应时间，使未来的迭代变得更好。”