2008 sae show - driving vision · pdf file2008 sae show automotive ... zoran nikolic, brooke...

33
2008 SAE Show Automotive Lighting Technology, Human Factors in Driver Vision and Lighting, Integrated Active Safety April 29, 2008

Upload: phamphuc

Post on 06-Feb-2018

222 views

Category:

Documents


6 download

TRANSCRIPT

Page 1: 2008 SAE Show - Driving Vision  · PDF file2008 SAE Show Automotive ... Zoran Nikolic, Brooke Williams, Texas Instruments

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

2008 SAE Show   Automotive Lighting Technology,  

Human Factors in Driver Vision and Lighting,  Integrated Active Safety 

  

April 29, 2008 

Page 2: 2008 SAE Show - Driving Vision  · PDF file2008 SAE Show Automotive ... Zoran Nikolic, Brooke Williams, Texas Instruments

 

   

 TABLE OF CO

NTENTS 

 

© copyright drivingvisionnews.com | 2008 SAE Show 

TABLE OF CONTENTS 

 

EXECUTIVE SUMMARY .................................................................................................................................................. 4 About sessions ..................................................................................................................................... 4 About exhibitions ................................................................................................................................ 4 

 

LIST OF THE MAIN LIGHTING PAPERS  

DESIGN CLAIMS AND TECHNICAL SOLUTION STEPS GENERATING THE WORLD FIRST FULL LED H­L 5 Michael Hamm, A.L. and Wofgang Huhn, Audi 

LED HEADLAMP DEVELOPMENT FOR MASS PRODUCTION ............................................................................... 8 Tetsuaki Inaba, Koito and Shinya Watanabe, Toyota and Yuji Yamada, Toyota 

REFLECTORS ONLY MODULES FOR AFS FUNCTIONS USING LEDS ................................................................ 10 Pierre Albou, Vanesa Sanchez, Valeo Lighting Systems 

RESOLVING COLOR BREAKUP OF PROJECTION­TYPE LED HEADLAMP BY USING A HYBRID LENS ... 12 Norifumi Kanai, Nalux 

PROGRESS ON MODULAR LED SOURCES FOR LED HEADLIGHTING ............................................................. 14 Josef Schug, Philips 

PERFORMANCE PARAMETERS FOR MULTI­FILAMENT HALOGEN LAMPS ................................................. 15 Thomas Tessnow, Osram Sylvania and Sascha Zelt, Osram 

INFLUENCE OF ALUMINUM COATING THICKNESS ON AUTOMOTIVE LAMPS ........................................... 16 Adam Vincens and Fadi Elkhatib, N.A.L. 

STYLING AND DESIGN – THE REAL DRIVING FORCES FOR LED TECHNOLOGY ......................................... 18 Detlev Decker, Hella 

FLEXIBLE SUBSTRATE OLED TECHNOLOGY AND ITS FUTURE POTENTIAL FOR AUTOMOTIVE LIGHTING ........................................................................................................................................................................ 20 Bart Terburg, GE Lighting 

LIGHT SIMULATIONS: CONTROLLING STRAY­LIGHT IN THE HEADLAMP ................................................. 22 Burghard Von Blanckenhagen, A.L. 

GLARE FREE HEADLAMP – FIRST APPROACH AND SYSTEM DEFINITION ................................................. 24 Rainer Neumann, Visteon 

MARKET­WEIGHTED TRENDS IN THE DESIGN ATTRIBUTES OF HEADLAMPS IN THE US .................... 26 Brandon Schoettle, Michael Sivak, Naoko Takennobu, UMTRI 

Page 3: 2008 SAE Show - Driving Vision  · PDF file2008 SAE Show Automotive ... Zoran Nikolic, Brooke Williams, Texas Instruments

 

   

  

 

© copyright drivingvisionnews.com | 2008 SAE Show 

 

LIST OF THE MAIN DRIVER ASSISTANCE PAPERS 

DEVELOPMENT OF LONG­RANGE SENSING ULTRASONIC SENSOR FOR AUTOMOTIVE APPLICATION. ........................................................................................................................................................................................... 27 Takafumi Kamemura, Ideo Takagi, Chinmoy Pal, Nissan Akira Ohsumi, Kyoto Institute of Technology 

OPTIMIZATION OF ALL­AROUND VIEW IMAGE QUALITY AND CAMERA CALIBRATION METHOD .... 28 Satoshi Chinomi, Masayasu Suzuki, Teruhisa Takano, Nissan Motor 

LONG RANGE RADAR SENSOR FOR HIGH­VOLUME DRIVER ASSISTANCE SYSTEMS MARKET ............ 30 Dirk Freundt, Bernhard Lucas, Robert Bosch GmbH 

A UNIFIED APPROACH TO FORWARD AND LANE­CHANGE COLLISION WARNING FOR DRIVER ASSISTANCE AND SITUATIONAL AWARENESS ................................................................................................... 31 Zvi Shiller, Ariel University Center Rajan Prasanna, Jeremy Salinger, G.M. 

FORWARD SENSING SYSTEM FOR LKS+ACC ........................................................................................................ 32 Ho Gi Jung, Yun Hee Lee, Pal Joo Yoon, Mando corporation Jaihie Kim, Yonsei University 

EMBEDDED PROCESSOR TOOL FOR DEVELOPMENT AND OPTIMIZATION OF DRIVER ASSISTANCE ALGORITHMS. ............................................................................................................................................................... 33  Zoran Nikolic, Brooke Williams, Texas Instruments 

Page 4: 2008 SAE Show - Driving Vision  · PDF file2008 SAE Show Automotive ... Zoran Nikolic, Brooke Williams, Texas Instruments

 

   

 Executiv

e Summary 

 

© copyright drivingvisionnews.com | 2008 SAE Show 

EXECUTIVE SUMMARY 

 

About sessions 

Weak  attendance  compared  to  last  years.  A  maximum  of  120  people  attended  the sessions  in 2008 compared with more than 200 people a  few years ago. Attendance of car  makers  and  suppliers,  mainly  from  Europe,  is  decreasing  year  by  year.  Japan attendees now outnumber European representatives. 

In Lighting, Sessions were focused to LED benefits, performances and Styling.  No paper on  Xenon  or  BiXenon  systems.  Very  little  information  on  AFS/bending  light.  The big 5 (A.L., Hella, Koito, Valeo and Visteon) presented only one lectures each 

In Driving assistance, some appealing papers were presented,    like the improvement of All‐around view image from Nissan and the trend to fusion LKS and ACC    

 

About exhibitions 

Very few lighting and driver assistance suppliers are present. Only 2 booths are involved in Lighting and 3 booths in Driver assistance. 

Docter Optics presents their lens innovations   

o Camera: Elimination of reflections and veiling glare which cause a loss of signal quality  

o Projector: Free form lens used on Hella LED headlights for Cadillac. 

LucidDrive presents  its  standalone Night Driving Simulation which uses  latest modern graphics hardware technology. 

 Continental  presents  a  radar‐based  distance  control  system,  a  camera‐based  driver assistance systems and a Lane keeping system based on its specific camera technology. 

 Aisin presents an intelligent Parking Assist System jointly developed with Toyota, a DRL control  system and a Driver Monitor System which detects driver  facial’s direction  for enhanced safe driving. 

Hitachi stresses recognition of driving environment with radar, Image‐processing camera and navigation systems. 

Page 5: 2008 SAE Show - Driving Vision  · PDF file2008 SAE Show Automotive ... Zoran Nikolic, Brooke Williams, Texas Instruments

 

   

 Design Claims and technical Solution Step

s gene

ratin

g the World First Full LED

 H‐L 

 

© copyright drivingvisionnews.com | 2008 SAE Show 

DESIGN CLAIMS AND TECHNICAL SOLUTION STEPS GENERATING THE WORLD FIRST FULL LED H­L 

Michael Hamm, AL and Wolfgang Huhn, Audi 2008­01­0337  

                                                                      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Headlamp of Audi R8 

 

Optics 

Low  Beam:  One  upper  part  and  one  lower  reflector  with  2x4  LED  for  spread,  one  central projector with 3x4 LED for hot spot. Appearance with a high‐tech effect. Totality provides 900 Lm and a maximum of 55Lx, according supplier road map. Challenge: To combine many components and to adjust several cut‐offs. 

HighBeam: 2 reflectors with 2x4 LED Challenge:  Luminance  of  LED  much  lower  than  luminance  of  Xenon  arc  and  alignment.  

Dr Hamm, on the left, presents the main challenges of the Audi R8 LED H‐L.  

Dr Huhn, on the right, emphasizes some points related to the challenges of DRL about safety and 

consumption reduction. 

Page 6: 2008 SAE Show - Driving Vision  · PDF file2008 SAE Show Automotive ... Zoran Nikolic, Brooke Williams, Texas Instruments

 

   

 Design Claims and technical Solution Step

s gene

ratin

g the World First Full LED

 H‐L 

 

© copyright drivingvisionnews.com | 2008 SAE Show 

T.I.:8LED.  Challenge: As with all LED devices, it is to adjust thermal management. 

Assembling. Many components used and several cut‐offs to coordinate and adjust Challenge:  Design  and  production  process  for  a  perfect  alignment.  Modular  approach  for  each function in order to provide a better testing, release, assembly and service possibilities 

 Thermics 

Fans  to  decrease  hot  areas,  to  improve condensation  and  to  avoid  high  weight  Challenge:Reliability  

 

 

DRL 

24 LED, 15Lm each.  Audi concept improves safety without increasing consumption (14W vs 300W halogen) About the T.I. visibility when DRL on, Dr Huhn presented a possible shift DRL to position light. This prospect faces steep challenge in GRE regulatory committee, however.  

Thick light guide: 3-d impression supported by reflection on bottom surface

Primary Optics: Efficient coupling and Lightcoupling „quasi parallel“ light

Challenge:  It  is  the  thick  light  guide,  a 300mm  long  element  in  the  headlamp that  provides  a  3‐dimensional appearance.  The  thick  light  guide technology  allows  an  impression  of  a homogeneous  luminance  at  far  distance and an impression of more than 200 LED dots at close distance.  

 

Page 7: 2008 SAE Show - Driving Vision  · PDF file2008 SAE Show Automotive ... Zoran Nikolic, Brooke Williams, Texas Instruments

 

   

  

 

© copyright drivingvisionnews.com | 2008 SAE Show 

    

  

 

 

 

 

 

 

 

Feedback from the Expert LED headlamp is considered the technology. Nevertheless,  the presentation proves that if we want to have a breakthrough on the style like R8, the challenges of optics, electronics, thermics/condensation and assembling are not yet totally solved and we still need a few more years to have high volume cars with LED. The 2012 target date announced by Dr Huhn  is a big challenge. 

 

 

 

 

 

In the picture, Dr Huhn explains DRL Benefit and the possibility to shift DRL to position light when T.I. is on 

Page 8: 2008 SAE Show - Driving Vision  · PDF file2008 SAE Show Automotive ... Zoran Nikolic, Brooke Williams, Texas Instruments

 

   

 LED

 Headlam

p Develop

men

t for M

ass prod

uctio

 

© copyright drivingvisionnews.com | 2008 SAE Show 

LED HEADLAMP DEVELOPMENT FOR MASS PRODUCTION 

Tetsuaki Inaba, Koito and Shinya Watanabe, Toyota and Yuji Yamada, Toyota 2008­01­0339 

 

T.  Inaba  presents  the  technologies  and  the  main  challenges  of  the  Toyota  Lexus  L600  LED headlamp.  Only the Low beam uses LED sources and there are not specific DRL in the headlamp.  Low Beam 

Low beam  is obtained with  three projector modules at  the  top, one  for hot  spot, one medium width, one wide and one LED reflector at the bottom, for a very wide light, like fog light.  Challenge: No big innovation in optics but difficult to align the 4 cut‐off.  

Thermics  

Fans are not used because reliability risks  Challenge: To solve heat variation without fan, by using 2 heat sinks (one moving, one fix) and a heat  pipe  to move  the  heat  from hot  areas  to  cooler  areas.  The  introduction  of  a  heat  pipe  is described to gain 9° thermal decrease at 140°.  

  Assembling  

The 3 projector modules and the reflector are adjusted with a difficult process on alignment of the multiple cut‐offs. Challenge: To define a design and a process to assure the alignment of 4 cut‐off.   

 

Page 9: 2008 SAE Show - Driving Vision  · PDF file2008 SAE Show Automotive ... Zoran Nikolic, Brooke Williams, Texas Instruments

 

   

 LED

 Headlam

p Develop

men

t for M

ass prod

uctio

 

© copyright drivingvisionnews.com | 2008 SAE Show 

Feedback from the Expert Koito has done a very good and pragmatic job.  The challenge was not as high as AL with Audi R8 because of no styling breakthrough and this is not a  full AFS  lamp, but Koito developed and produced  the  first LED  low beam 2 years before competition. Koito solves the thermal issues with an innovative pipe, maybe a complex solution, and expects solving  the  alignment  of  the  projector  cut‐off.  The  performance  of  the  product  is  not  at  the Xenon level but the challenge was more to start and to solve the LED issues more than to have better performances than Xenon. 

Page 10: 2008 SAE Show - Driving Vision  · PDF file2008 SAE Show Automotive ... Zoran Nikolic, Brooke Williams, Texas Instruments

 

   

 Reflectors on

ly M

odules fo

r AFS Fun

ctions using

 LED

10 

 

© copyright drivingvisionnews.com | 2008 SAE Show 

REFLECTORS ONLY MODULES FOR AFS FUNCTIONS USING LEDS 

 Pierre Albou, Vanesa Sanchez, Valeo Lighting Systems 2008­01­0341 

 

 

Vanesa Sanchez

Vanesa  Sanchez  presents  the  XLED  concept  and  the  main challenges. 

The  target  of  this  concept  is  to  obtain  new  styling  appearance and to avoid moving parts 

‐ Additional bending light, PBL concept 

LED light sourceCollecting

reflector

Output mirror

Image folder mirror

Light source

Collecting reflector

Output mirror

Image folder mirror

H

α

H

α

Reflector Progressive Bending Light

 Additional bending light, PLB concept Progressive Bending Light 

 

One PBL module consists on a LED located at  the  focus point of  the ellipsoidal reflector which collects  the  light  to  reflect  to a parabolic  reflector. 3 PBL modules are used  to give  a dynamic movement depending of the curve radius  

 

Page 11: 2008 SAE Show - Driving Vision  · PDF file2008 SAE Show Automotive ... Zoran Nikolic, Brooke Williams, Texas Instruments

 

   

 Reflectors on

ly M

odules fo

r AFS Fun

ctions using

 LED

11 

 

© copyright drivingvisionnews.com | 2008 SAE Show 

­  Motorway light  

 

Protection plate

Output mirror

Output wavefront

Source wavefront

Light source

Output mirror

Actual LED

Shield

Folding mirror

Reflector Motorway

 

Motorway light 

 A reflector is used to give a very small vertical spread of the beam, less than 2° to complete the upper part of the cut‐off 

 

Feedback from the Expert  It  is  an  appealing  concept  to  avoid  moving  parts  and  to  present  an  innovative  appearance. This  solution  can  be  also  used  with  LED  Low  beam  and  LED  High  Beam. The  driver  can  see  the  benefit  and  the  concept  could  be  used  with  high  beam  glare  free. The  challenge  of  the  aligning  different  modules  is  moderately  difficult. This  concept  is  a  little  more  expensive  but  with  the  cost  reduction  of  LED,  it  could  be  an interesting possibility. 

  

Page 12: 2008 SAE Show - Driving Vision  · PDF file2008 SAE Show Automotive ... Zoran Nikolic, Brooke Williams, Texas Instruments

 

   

 Resolving

 Color Breakup

 of P

rojection‐type

 LED

 Headlam

p by

 using

 a Hybrid Lens 

12 

 

© copyright drivingvisionnews.com | 2008 SAE Show 

RESOLVING COLOR BREAKUP OF PROJECTION­TYPE LED HEADLAMP BY USING A HYBRID LENS 

Norifumi Kanai, Nalux 2008­01­0342 

 

 

 

 

Prototype demonstration 

 

 

 

Norifumi  Nakai  presents  a  technology  to  solve chromatic aberration in projector modules.  

This  technology  can  be  applied  only  on  plastic  lenses,  not possible with Halogen or Xenon  (heat)  and  can be applied on LED 

The author explains why, chromatic aberration appears near the cut‐off and how we can measure and calculate this level of aberration or the degree of color breakup. In  a  second  part  the  author  presents  a  Hybrid  Lens which has  a diffractive optical element  (DOE)  on an optical surface of a conventional lens. 

Norifumi Nakai 

Page 13: 2008 SAE Show - Driving Vision  · PDF file2008 SAE Show Automotive ... Zoran Nikolic, Brooke Williams, Texas Instruments

 

   

 Resolving

 Color Breakup

 of P

rojection‐type

 LED

 Headlam

p by

 using

 a Hybrid Lens 

13 

 

© copyright drivingvisionnews.com | 2008 SAE Show 

Some simple data explain the benefit of DOE: The difference of  focal  lengths between Red and Blue  with  a  hybrid  lens  is  only  one  tenth  the  difference  with  a  conventional  lens.. Because  DOE  decreases  transmission  efficiency,  a  partially  Hybrid  lens  is  designed with  DOE only around the upper portion of the lens (height of DOE around R/2). The author announces a transmission comparable to that of the conventional lens.   

 

Feedback of the Expert DOE  is  an  interesting  concept  which  dramatically  reduces  the  chromatic  aberrations. The proposal to use a part of the lens is also interesting because most of chromatic aberrations is  coming from upper and lower part of the lens.   This  solution  is  much  better  than  normally  used  which  loose  more  than  10%  of  the  flux Nevertheless, 2 points have to be confirmed:  

Cost increase of the technology  Exact lost of transmission and exact aberration benefit of a hybrid surface. 

The projector module makers and the lens makers have to study and develop this concept 

Page 14: 2008 SAE Show - Driving Vision  · PDF file2008 SAE Show Automotive ... Zoran Nikolic, Brooke Williams, Texas Instruments

 

   

 Progress on

 Mod

ular LED

 Sou

rces fo

r LED Headlighting 

14 

 

© copyright drivingvisionnews.com | 2008 SAE Show 

PROGRESS ON MODULAR LED SOURCES FOR LED HEADLIGHTING 

Josef Schug, Philip No paper 

 

 

 

 

 

 

 

 

Josef Shug from Philips gives a general presentation of LED with some benefits and challenges.  Styling. The prime driver for LED adoption is styling. The author presents the different possibilities of styling impossible to design with conventional point sources, halogen or Xenon.  Thermics The author present a module designed in 4 parts,  

LED with its support and the mechanical references  Lens  Support of the lens  Radiator and the thermal challenges with interfaces, heat  transport, Dissipation 

 

 Feedback from the Expert Nothing  is  new.  The  author  wants  to  give  some  general  directions  of  design  to  the  customers. Nevertheless  Josef  presented  an  interesting  LED  projector  module  assembled  with  only  4 components. 

Josef Shug

Page 15: 2008 SAE Show - Driving Vision  · PDF file2008 SAE Show Automotive ... Zoran Nikolic, Brooke Williams, Texas Instruments

 

   

 Perform

ance Param

eters for Multi‐Filamen

t Halogen

 Lam

ps 

15 

 

© copyright drivingvisionnews.com | 2008 SAE Show 

PERFORMANCE PARAMETERS FOR MULTI­FILAMENT HALOGEN LAMPS 

Thomas Tessnow, Osram Sylvania and Sascha Zelt, Osram 2008­01­0487 

 

Thomas  Tessnow  presents  the  bulb  technologies  able  to produce low beam and AFS functions at a low cost. 

The  author  explains  how  in  a  four  pocket    headlamp  system, which  uses  H15  as  the  high  beam  and  DRL  function,  the  low beam could be paired with a bending beam and therefore offer an inexpensive solution for a halogen AFS system. 

He  explains  how,  by  selecting  a  larger  bulb  diameter  and  an appropriate  AFS  filament  power,  the  necessary  luminance  can be  achieved  without  compromising  the  thermal  limits  of  the bulb. 

 

 

2 possibilities are presented, the second with the favor of Osram: 

Two transversal additional filaments, one at the right of low beam filament, the second at the left. The left reflector and the right reflector would be the same. 

One unique transversal additional filament. The left reflector would be designed to send light on the left and the right reflector to send light to the left 

 

Feedback from the Expert It is a good idea to dramatically decrease the cost of AFS function avoiding additional reflector or moving parts, optimizing the halogen cycle. 

Nevertheless, I can’t believe on good performances of AFS in comparison with current AFS light and I think this solution probably gives a degradation of low beam light. 

 Thomas Tessnow 

Page 16: 2008 SAE Show - Driving Vision  · PDF file2008 SAE Show Automotive ... Zoran Nikolic, Brooke Williams, Texas Instruments

 

   

 Influ

ence of A

luminum

 Coatin

g Thickness on

 Autom

otive Lamps 

16 

 

© copyright drivingvisionnews.com | 2008 SAE Show 

INFLUENCE OF ALUMINUM COATING THICKNESS ON AUTOMOTIVE LAMPS 

Adam Vincens and Fadi Elkhatib, N.A.L. 2008­01­0488 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Adams Vincens presents a general study about the influence of Aluminum coating thickness on reflectivity and temperature of the surface.  1st data: Coating thickness vs Opening area/depth.  There is a linear relationship.  If area/depth reduced by 2, coating reduced by 2 

2nd data: Reflectivity vs Al thickness. The reflectivity increases with Al thickness. The increase is rapid up to 500A, slower from 800A 

3rd data: Temperature vs Al coating. For thickness less than 600A, temperature shows a linear relationship with Al coating thickness. Greater than 600A, the temperature did not continue to decrease significantly.  

4th data: Electric resistance vs coating thickness. The electric resistance of the coating varies with the thickness of. A sharp decline is seen in the resistance below the reflectivity threshold of 600A 

Conclusion:   

A thickness of 600A  is the best compromise with reflectivity, temperature and cost. The minimum ration area/depth to achieve 600A is 8 cm2/cm   

  

Adams Vincens

Page 17: 2008 SAE Show - Driving Vision  · PDF file2008 SAE Show Automotive ... Zoran Nikolic, Brooke Williams, Texas Instruments

 

   

 Influ

ence of A

luminum

 Coatin

g Thickness on

 Autom

otive Lamps 

17 

 

© copyright drivingvisionnews.com | 2008 SAE Show 

Feedback from the Expert Most of given information is known but the benefit of this conference is to present measured and calculated  data  about  influence  of  the  ratios  Opening  surface/depth,  reflectivity/thickness temperature/thickness and resistance/thickness.  

This  data  can  provide  a  good  tool  for measurement  and  for  specification  on Al  thickness  and area/depth  

Page 18: 2008 SAE Show - Driving Vision  · PDF file2008 SAE Show Automotive ... Zoran Nikolic, Brooke Williams, Texas Instruments

 

   

 Styling and Design – Th

e real Driving

 forces fo

r LED Techn

ology 

18 

 

© copyright drivingvisionnews.com | 2008 SAE Show 

STYLING AND DESIGN – THE REAL DRIVING FORCES FOR LED TECHNOLOGY 

Detlef Decker, Hella 2008­01­0490 

 

 

Detlef  Decker  presents  a  general  study  on  LED  and  explains how  the  wide  range  of  variations  in  dimensioning  can  do  a multitude of different styling possibilities to design engineers. 

He presents the different styling possibilities:  

Signature lighting from light guide technologies.  Technical accentuation with different concepts.  Homogeneous  illuminated  areas  with  the  “Light curtain”  concept  in  a  car  to  be  unveiled  at  Mondial Paris in October 2008. 

 

  

  The author also presents the variation of optical systems for LED applications: 

Lens, Fresnel, Direct emission  Reflector, Reflector and lens  Light guide and light curtain 

    

Detlef Decker

Page 19: 2008 SAE Show - Driving Vision  · PDF file2008 SAE Show Automotive ... Zoran Nikolic, Brooke Williams, Texas Instruments

 

   

 Styling and Design – Th

e real Driving

 forces fo

r LED Techn

ology 

19 

 

© copyright drivingvisionnews.com | 2008 SAE Show 

 

   At the end of the paper, Detlef presents the Cadillac LED headlamp and the future stylistic and performances possibilities. 

 

Feedback from the Expert It  is an  interesting but general  technical/marketing presentation of  the possibilities of LED on signal and on main headlamp functions. 

Only  one  styling  innovation  presented:  “Light  curtain”  which  is  a  real  styling  breakthrough which could be used on rear and front lamp. This technology is going on the trend of car maker designers who search new optical system to enrich the headlamp.  

Page 20: 2008 SAE Show - Driving Vision  · PDF file2008 SAE Show Automotive ... Zoran Nikolic, Brooke Williams, Texas Instruments

 

   

 Flexible Substrate OLED Techn

ology and its Future Po

tential for Autom

otive Lightin

20 

 

© copyright drivingvisionnews.com | 2008 SAE Show 

FLEXIBLE SUBSTRATE OLED TECHNOLOGY AND ITS FUTURE POTENTIAL FOR AUTOMOTIVE LIGHTING 

Bart Terburg, GE Lighting 

 

 

 

 

Bart Terburg presents an update position of OLED technology.  

 

 

 

 

 

Bart Terburg 

1

Inorganic LEDs Organic OLEDs

• High brightness point sources• Spot lighting applications:

- flashlights, - traffic lights, - DRL,- road Illumination devices

• Like filament light source

• Large area extended sources• Diffuse lighting applications:

- backlights, - signs, - general illumination- signal & marking?

• Like fluorescent light source

Key OLED Driver: Low Cost Potential

Solid State Lighting Technologies

Page 21: 2008 SAE Show - Driving Vision  · PDF file2008 SAE Show Automotive ... Zoran Nikolic, Brooke Williams, Texas Instruments

 

   

 Flexible Substrate OLED Techn

ology and its Future Po

tential for Autom

otive Lightin

21 

 

© copyright drivingvisionnews.com | 2008 SAE Show 

The main advantages of OLED technology in automotive lighting is the possibility to produce a large  illuminated  surface  area  (compare  fluorescent  light  source)  but  at  lower  cost  and with better styling features. 

Last  progress  is  decreased  depth.  Future  possibility  of  “lighting wallpaper”  and  stable  colour flexibility. 

OLED  can  offer  a  large  panel  of  styling  appearance  for  interior  and  exterior  lighting. In  2008,  Bart  announce  an  efficiency  of  10lm/watt  with  a  target  of  100Lm/watt  in  2011   

 

Feedback from the Expert OLED  technology  has  no  application  in  illumination  functions  because  the  low  brightness.  But there is a great benefit potential for interior lighting and also for exterior lighting functions like  position  light/side  marker,  and  also  in  the  future  for  turn  indicators  and  Stop  lamps. Integrate signage in glass with CHMSL will be also possible. 

Big  improvement  in  life  time  span  vs  temperature  opens  the way  to  styling  breakthrough  in automotive lighting.  

Page 22: 2008 SAE Show - Driving Vision  · PDF file2008 SAE Show Automotive ... Zoran Nikolic, Brooke Williams, Texas Instruments

 

   

 Light Sim

ulations: C

ontrolling Stray‐Light in the Headlam

22 

 

© copyright drivingvisionnews.com | 2008 SAE Show 

LIGHT SIMULATIONS: CONTROLLING STRAY­LIGHT IN THE HEADLAMP 

Burghard Von Blanckenhagen, A.L. 2008­01­0667 

 

 

 

 

 

 

 

 

Burghard  Von  Blanckenhagen    presents  a  simulation  of  stray  light  (light  which  leaves  the headlight  in unwanted directions)  in order  to  control during design phase  the  light  above  the cut‐off from 10° to 90°. 

 

 

 

 

 

 

Burghard Von Blanckenhagen

Appearance if the strayed light as seen by an observer at h=15° and v=15°

Page 23: 2008 SAE Show - Driving Vision  · PDF file2008 SAE Show Automotive ... Zoran Nikolic, Brooke Williams, Texas Instruments

 

   

 Light Sim

ulations: C

ontrolling Stray‐Light in the Headlam

23 

 

© copyright drivingvisionnews.com | 2008 SAE Show 

The author explains the challenge to simulate stray light which exists in every headlamp. 

 

 

 

3 stray light sources are considered: 

1.  Direct light from the filament. 

 2. Light after reflection on the 2 faces of the external lens and then bezel or other part. 

3. Light after reflection to the bezel or to any part of the headlamp. 

One  important  step  for  simulation  is  to characterize  diffuse  scattering  surfaces with  BRDF  (Bidirectional  Reflection Distribution Function) which depends on the  incident direction of the  light and on the scatter direction. 

Feedback from the Expert Most  headlamp  makers  have  today  a  stray  light  simulation  protocol  based  on  a  specular reflection. 

The use of BRDF is not so easy but gives good results. 

I am surprise by the so good accuracy of simulation and the mere 10% error announced. 

Nevertheless,  it  is  important  for  simulation  to  reproduce  the  main  light  spots.  It is an excellent tool to convince the customer and its stylist and also to avoid some surprises when the first production samples arrive. 

Schematic  view  of  the  critical  light  paths,which contribute to stray­light 

Backtracking of the critical rays

Page 24: 2008 SAE Show - Driving Vision  · PDF file2008 SAE Show Automotive ... Zoran Nikolic, Brooke Williams, Texas Instruments

 

   

 Glare Free Headlam

p – First A

pproach and System

 Definition

 

24 

 

© copyright drivingvisionnews.com | 2008 SAE Show 

GLARE FREE HEADLAMP – FIRST APPROACH AND SYSTEM DEFINITION 

Rainer Neumann, Visteon2008­01­0668 

 

 

 

Dr Neumann explains  the great need of drivers  to drive with  high  beam  glare  free.  He  reviews  past  efforts  to reconcile  glare  control  with  high‐beam  usage  such  as polarized  light  in  1960‐1970  timeframe  when  halogen arrived,  then  with  UV  light  when  HID  arrived.  He  also explains why these failed because too much lost light. 

 

 

 

 

3

LIN

CAN

ECU VisualizationCustomer PresentationData LoggingDebugging

USB/RS232CAN

System architectureSystem architecture

2008 – 01 - 0668

 

 

 

 

 

Dr Neumann 

Page 25: 2008 SAE Show - Driving Vision  · PDF file2008 SAE Show Automotive ... Zoran Nikolic, Brooke Williams, Texas Instruments

 

   

 Glare Free Headlam

p – First A

pproach and System

 Definition

 

25 

 

© copyright drivingvisionnews.com | 2008 SAE Show 

Now  with  the  arrival  of  LED,  it  is  a  new  interesting  possibility  with  big  chance  to  succeed because the technology is here with LED and with camera to detect the scenery in front of the vehicle.  In  a  second part, Dr Neumann presents  today’s  situation with    automatic    low and high beam selection  and  the  big  benefit  of  this  technology,  permitting  the  driver  to    use  high  beam  for longer time periods. 

Then,  in  the  main  part  of  his  presentation,  the  author  presents  the  different  possibilities  to obtain a glare free light with a camera and the corresponding software. He presents the “Glare free Cut‐off”, higher than Low beam cut‐off and motorway cut‐off. The benefit is a much better illumination on the left and the right without providing glare. 

Dr Neumann finishes his conference by considering some limits of the technology: 

Cycles, Motorcycles, Pedestrians, cars with one failed light  Weather conditions  Regulations 

 Dr  Neumann  considers  this  technology  not  yet  mature  because  these  different  limits.  “We will not see it in less than 10 years’ time”. 

 

Feedback from the Expert It is an interesting and practical conference from an expert which presents the endless research of lighting suppliers to decrease glare. One important interrogation is to know if the high beam free of glare will be obtained by special shapes of the cut‐off or by a dynamic “black hole” in the direction of other drivers. 

With the arrival of LED,  I am a  little more optimistic and  I consider we will see the first cars on the road with high beam free glare in less than 10 years. 

Page 26: 2008 SAE Show - Driving Vision  · PDF file2008 SAE Show Automotive ... Zoran Nikolic, Brooke Williams, Texas Instruments

 

   

 Market‐Weighted Tren

ds in

 the de

sign

 Attribu

tes of Headlam

ps in

 the US 

26 

 

© copyright drivingvisionnews.com | 2008 SAE Show 

MARKET­WEIGHTED TRENDS IN THE DESIGN ATTRIBUTES OF HEADLAMPS IN THE US 

Brandon Schoettle, Michael Sivak, Naoko Takennobu, UMTRI 2008­01­0670 

 

Brandon Schoettle provides various statistics about the lighting technologies used in US from a new survey conducted in 2007 after 1997, 2000 and 2004 surveys. 

 Lightsources  9004 bulb not used anymore and 9006/9005 + H11/H13 represent more  than 70% of  the US light source market. 

0ptics Clear lens almost represent the totality of the market (one third only 10 years ago) with 90% for reflectors and 10% for projectors. 

Aiming Mechanical aiming which represented 75% of US market 10 years ago doesn’t exist anymore and VOL/VOR share the market  VOR holding 73%. 

 

Expert from feedback UMTRI have done a very good job to obtain a picture of lighting technologies used in US and we have to thank them and to help them in future such endeavours. 

This picture confirms that after big differences on lighting technologies between Europe/Japan until 1990 (Aerodynamics headlamp with 9004 bulbs after Sealed Beam), US is gradually going in the same technologic directions as Europe, with clear lens, projector modules and same bulbs as well as comparable aiming techniques.  

The  US  regulations  are  still  an  obstacle  for  identical  technology  but  the  US  technologies  are growing closer to Europe/Japan technologies. 

We can regret we have not such organization in Europe to manage statistics like UMTRI. 

  

Page 27: 2008 SAE Show - Driving Vision  · PDF file2008 SAE Show Automotive ... Zoran Nikolic, Brooke Williams, Texas Instruments

 

   

 Develop

men

t of Lon

g‐Ra

nge Sensing Ultrason

ic Sen

sor for Autom

otive App

lication. 

27 

 

© copyright drivingvisionnews.com | 2008 SAE Show 

DEVELOPMENT OF LONG­RANGE SENSING ULTRASONIC SENSOR FOR AUTOMOTIVE APPLICATION. 

Takafumi Kamemura, Ideo Takagi, Chinmoy Pal, Nissan Akira Ohsumi, Kyoto Institute of Technology 2008­01­0910  

 

Short‐range  sensors  like  cameras  and  radars  have  become  essential  components  of  safety systems  and  user‐friendly  convenience  systems,  such  as  pre‐cash  safety  or  parking  assist systems. 

However, they are generally too expensive to implement on lower‐end vehicles at the opposite of lower cost sonar. 

The paper presents an effective method of improving the maximum detection range of ultrasonic sensors. 

To  improve  the  maximum  detection  range,  the  method  of  improving  hardware  was  rejected because difficult automotive specifications and the method using signal processing was chosen. Usually, an automatic gain control circuit is employed to amplify the received signal from a long distance,  but  in  this  case  disturbances  are  also  amplified.  Consequently,  some  effective  signal processing procedure is needed to accomplish detection of the reflection signal masked by the noise. 

The application of a pseudo‐Wigner distribution and a maximum likelihood estimation method make it possible. As a result,  this approach can extend the maximum detection range obtained with conventional ultrasonic by 2.5 times. 

To successfully  implement  in automotive applications, we have  to  test whether  this method  is applicable  in real‐world situations  involving various noisy reflected waves and relatively high‐speed moving targets in real time. 

Page 28: 2008 SAE Show - Driving Vision  · PDF file2008 SAE Show Automotive ... Zoran Nikolic, Brooke Williams, Texas Instruments

 

   

 Optim

ization of All‐arou

nd View Im

age Quality and Ca

mera Calibratio

n metho

28 

 

© copyright drivingvisionnews.com | 2008 SAE Show 

 

OPTIMIZATION OF ALL­AROUND VIEW IMAGE QUALITY AND CAMERA CALIBRATION METHOD 

Satoshi Chinomi, Masayasu Suzuki, Teruhisa Takano, Nissan Motor 2008­01­0665 

 

 

Satoshi  Chinomi,  from Nissan describes  the methods  adopted  to  improve  the  image quality  of  the  all‐around  view  system. An  all‐around  view  system means  the  view from  a  virtual  camera  located  5  meters above the car. 

 

 

 

   

 

The “virtual view” is obtained from 4 cameras located at the front, at the rear, at the right side and at the left side of the car. 

 

 

C am era

Virtual C am era

C am eraC am era

Virtual C am era

Satoshi Chinomi

Virtual Camera (1)  Virtual Camera (2) 

Page 29: 2008 SAE Show - Driving Vision  · PDF file2008 SAE Show Automotive ... Zoran Nikolic, Brooke Williams, Texas Instruments

 

   

 Optim

ization of All‐arou

nd View Im

age Quality and Ca

mera Calibratio

n metho

29 

 

© copyright drivingvisionnews.com | 2008 SAE Show 

 

The author explains how Nissan improved the main two issues: 

Partial decline in all­around view image quality It was  shown  that  optimization  of  the  camera parameters  improved  the  quality  of  the overhead view with respect to reducing partial digital zooming.  

Camera calibration 

It was  shown  that  a  two‐dimensional calibration  technique  is  capable  of calibrating overhead views.  

The  technique  uses  pixel  shifting  in the  horizontal  and  vertical  directions of a camera image and rotation of the image to approximate and correct the physical,  three‐dimensional  angle error of a camera.  

 

 

 

 

Feedback from the Expert  The All‐around View Image debuted end 2007 on the Elgrand in Japan and on the 2008 Infiniti EX35  in  US.  The  resulting  view  aids  in  parking  and  low‐speed maneuvers  by  reducing  blind spots. 

The driver assistance breakthrough technology is still under improvement. 

Some interesting improvements are presented including the possibility for retailers to calibrate the 4 cameras. 

The virtual view is a very interesting concept which could replace the other views and which will be used by young people. 

 

 

 

Camera calibration 

Page 30: 2008 SAE Show - Driving Vision  · PDF file2008 SAE Show Automotive ... Zoran Nikolic, Brooke Williams, Texas Instruments

 

   

 Lon

g Ra

nge Ra

dar Sensor fo

r High‐Vo

lume Driver Assistance System

s market 

30 

 

© copyright drivingvisionnews.com | 2008 SAE Show 

LONG RANGE RADAR SENSOR FOR HIGH­VOLUME DRIVER ASSISTANCE SYSTEMS MARKET 

Dirk Freundt, Bernhard Lucas, Robert Bosch GmbH 2008­01­0921 

 

 

This paper covers the technical development of a long range radar sensor that can address the requirements  for  high  performance  systems  as  well  as  requirements  for  cost‐efficient  sensor component. 

This long range radar is characterized by 3 properties: 

Cost efficiency The cost efficiency encourage the application even in the lower class car degment 

Performance The sensor allows the integration into advanced safety relevant systems 

Reliability Standardized manufacturing processes guarantee a robust and reliable sensor 

The innovations are presented by the author as major breakthrough for the market penetration of radar based driver assistance systems. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 31: 2008 SAE Show - Driving Vision  · PDF file2008 SAE Show Automotive ... Zoran Nikolic, Brooke Williams, Texas Instruments

 

   

 A Unifie

d App

roach to Forward and lane

‐Change Co

llision

 Warning

 for Driver Assistance and 

Situational A

waren

ess 

31 

 

© copyright drivingvisionnews.com | 2008 SAE Show 

A UNIFIED APPROACH TO FORWARD AND LANE­CHANGE COLLISION WARNING FOR DRIVER ASSISTANCE AND SITUATIONAL AWARENESS 

Zvi Shiller, Ariel University Center Rajan Prasanna, Jeremy Salinger, G.M. 2008‐01‐0204 

 

The authors first present a velocity‐obstacle based unified warning algorithm that can handle a number  of  crash  types  that  are  the  result  of  misjudgment  of  distance  and  speed  or  driver inattention.  

These  crashes  account  for  about  one  third  of  all  police  reported  crashes  in  US.  This  is  a significant number of crashes that can be reduced by collision warning systems that account for the distance and speed of the neighboring vehicles. 

The authors present their development on a unified approach to collision warning due to in‐lane and  neighboring  traffic.  This  approach  is  based  on  the  concept  of  velocity  obstacles  and  is designed to alert the driver of a potential front collision and against attempting a dangerous lane change maneuver. 

The  velocity  obstacle  takes  into  in  account  the  vehicle  shape,  velocity  and  path  curvature.  A recent  extension  of  the  velocity  obstacle  accounts  also  for  general  host  trajectories. Potential  collisions  are  detected  when  the  velocity  vector  of  the  host  vehicle  penetrates  the velocity obstacle of a neighboring vehicle. 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 32: 2008 SAE Show - Driving Vision  · PDF file2008 SAE Show Automotive ... Zoran Nikolic, Brooke Williams, Texas Instruments

 

   

 Forward Sensing System

 for LKS+ACC

 

32 

 

© copyright drivingvisionnews.com | 2008 SAE Show 

FORWARD SENSING SYSTEM FOR LKS+ACC 

Ho Gi Jung, Yun Hee Lee, Pal Joo Yoon, Mando corporation Jaihie Kim, Yonsei University 2008­01­0250 

 

 

The paper presents the advantages of a safety system integrating Lane Keeping System, LKS, and Adaptive Cruise Control, ACC.  

In  the  beginning,  the  2  systems  have  been  developed  as  two  separate  systems.  However, as the adoption rate of ACC is rising and various marketable embedded vision systems are emerging, the LKS + ACC system integrating two functions attracts more interest. 

The author proposes a method utilizing the range data from ACC for the sake of lane detection.  In the aspect of lane keeping control, if ACC is not operating, it is hard to predict time to cross. Contrarily, if ACC controls vehicle speed, LKS can easily design and follow driving trajectory. 

In  conclusion,  this  paper  shows  that  a  range  sensor  can  enhance  detection  performance  and simplify lane detection algorithm. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 33: 2008 SAE Show - Driving Vision  · PDF file2008 SAE Show Automotive ... Zoran Nikolic, Brooke Williams, Texas Instruments

 

   

 Embe

dded

 Processor Too

l for Develop

men

t and

 Optim

ization of Driver Assistance Algorith

ms. 

33 

 

© copyright drivingvisionnews.com | 2008 SAE Show 

EMBEDDED PROCESSOR TOOL FOR DEVELOPMENT AND OPTIMIZATION OF DRIVER ASSISTANCE ALGORITHMS.     

Zoran Nikolic, Brooke Williams, Texas Instruments 2008­01­1250  

 

The paper presents a digital signal processor that allows for the development and optimization using of algorithms the target embedded processor earlier in the design process. 

The  author  describes  the  challenges  during  the  algorithm  development  flow  that  hinder  the realization of ADAS: 

Different environments, CAN bus data, LIN bus data, data from imaging sensors and bus data. 

Different hardware  Large amount of recorded data  Multiple data collection systems   Data transfer between vehicle and the lab. 

 To  address  these  challenges,  an  Automotive  Vision  Development  Platform,  AVDP,  is  used  to decrease  time  to  market  by  bridging  the  gaps  during  field  and  lab  testing  and  by  bringing research and product teams closer. 

The AVDP is designed for ADAS applications and is intended to reduce time to market. It is addressing software and hardware challenges in the development process. It can be used to recreate in the lab situations observed during field test.