在當代汽車中（zhōng），占用分類係統（OCS）的實施已成為（wéi）安全功能（néng）中一個越來越標準的配置。在（zài）碰撞發生時，OCS可確保安全氣囊以最有效的方式打開，以保護乘客並避免受到傷害 。它是通過使（shǐ）用某種形（xíng）式的傳感器技術來確定乘（chéng）員的身高和體型。本文將討論下一代OCS技術的進展如（rú）何在更大程度上（shàng）保護乘客的安全。

這裏先介紹一下OCS係統的基本結構。傳感器係統將首先確認是否有乘（chéng）客占用座位，並對乘客的物理特性進行（háng）評估（gū）。隨後，此信息被（bèi）傳送到電子控製單元（ECU）以便決定做出何種反應，從而使（shǐ）氣囊以全速或（huò）以較慢（màn）的（de）速度觸（chù）發（fā）。早期的OCS係統往往采用合理的基本傳感機製（zhì），包括嵌入在座位框架內部的壓（yā）力傳感器，它（tā）可以用於測量乘（chéng）員的體重並由此推導出一個粗略的（de）身高數據。與通過安全帶的張力來進行估算等（děng）其他方法類似，這種方法也（yě）有不準確之處（chù）。首先，體重（chóng）和（hé）身高之間的相關性並不（bú）是可以準確地確定。上述（shù）方法也沒有考慮到一些其他可能性，例如座位上放的是裝物品的盒子，而不是占用（yòng）座椅的乘客，因為這種技術不能確認（rèn）在座（zuò）位上是一（yī）個乘客還（hái）是其他沒有生命的物品。此外，在座位框架內部集成傳感器也（yě）非常（cháng）昂貴，特別是（shì）如果（guǒ）需要維修或更換時更（gèng）是如此。

隨著兒童加高車座（booster car seats）和（hé）麵向後方嬰幼兒座椅（rear-facing baby/infant car seat）開始在市（shì）場上（shàng）出現，進一步凸顯了對傳（chuán）統技術變革的必要（yào）性，這些也引起人們對於（yú）如何部署安全氣囊的關注。因此，汽車產業（yè）現（xiàn）在有一個趨勢是采用（yòng）更為複雜的分類係統，而往往利用最多的是光電技術。

對於任何使用光電檢測（cè）技術的OCS解（jiě）決方案，基本標準是：

它必須能（néng）夠觀測到所感興趣的區（qū）域（即不可以有任何阻礙從所安裝的地方去觀察乘客）。

視場（F oV）的要求都相對受限，通常為40o×10o已經綽綽有餘。

合理的4赫茲到8赫茲（zī）較（jiào）低幀率。

由於目標（biāo）的距離（lí）很（hěn）近，可以采用作用範圍小於（yú）1米的傳感器。

這些並不真正（zhèng）構成重大的技術困難，但（dàn）在更詳細的層次認真（zhēn）研究（jiū）係統時，困難開（kāi）始浮（fú）出水麵。采用光電技術實現的OCS係（xì）統如果使用可見光譜的一（yī）部分作為（wéi）其傳感媒介，有幾個顯著的缺（quē）點都與采用這種（zhǒng）方案有關。

　利（lì）用可見光的OCS的問題

在采用可見光作為OCS感應機理時，當然有晝（zhòu）/夜光（guāng）照水平（píng）的變化，這就要（yào）求係統應包括車內主動照明（這通常是放置在汽車內部車頂或前方支架上）。帽子、長發、胡須、顏色鮮豔的物品、衣物等也可（kě）以對光學分類過程產生不利的影響。因此，這種傳感器技術及（jí）其對於不規則暴露（lù）的判斷準確性是一個主要問題。可見光傳感係（xì）統需要（yào）相當高的處理能力，要配備相當昂貴的（de）微控製器單元（MCU）。

使用工作波長範圍從5μm到15μm的（de）遠紅（hóng）外（FIR）技術，正在成為汽車載客分類應用中越來越感興趣（qù）的話題。遠紅外成像係統的巨大優勢之一是，由於它（tā）以人體散發熱（rè）量的頻率來檢測熱輻射，能夠更好地區（qū）分無生命的物體和一個真（zhēn）正的乘客。這種方法不依（yī）靠環境光，在（zài）白天或夜（yè）晚工作之（zhī）間有沒有（yǒu）性能差別，因此也就不需要在（zài）車（chē）內主動照明。此外（wài），它需要的處理能力也相當小。最（zuì）後這兩點使整個係統（tǒng）的複雜性和成本大幅度降低。

FIR性能注意事項

基於FIR機製的 OCS不需（xū）要很寬的動態範圍，傳感器陣列需要能夠在（zài）-40℃至（zhì）85℃ 之間（jiān）工作。對於光（guāng）學分辨率的（de）要求也不是太（tài）苛刻（kè），因為乘客的位置會（huì）是在一個已知區域。但熱分辨率卻（què）是非常重（chóng）要，需要在±0.25oK範圍。重要的是需要考慮進入車（chē）內的太陽光的熱效應，要達（dá）到該目的需要使用濾光片過濾掉可見光光譜和近紅外（wài）（NIR）光譜，從而使這些不以任何方式幹擾傳感器。雖然這種類型（xíng）感測係統的信號處理（lǐ）已經比可見光傳感器簡單一些，但仍然需要降低整體複雜性（xìng），以便確保運行速度和信（xìn）噪比都（dōu）比較高，同時使係統成本（běn）降低和易於實施。

邁來（lái）芯公司通過與Heimann Sensor GmbH之間（jiān）的技術合作，現在已經能夠開發結構緊湊（còu）、同時具（jù）有高性價比的FIR傳（chuán）感器陣列，它們把高（gāo）靈敏度溫（wēn）差電（diàn）堆（duī）（thermopiles，熱電堆）技術（shù）與尖端且精簡的信號處（chù）理等功能/性能結合在一起，每個FIR檢測器件具有多個溫差電堆傳感器（qì）單元，可以針對目（mù）標區域實時地建立一個簡（jiǎn）單的熱值圖。陣（zhèn）列內的每一個溫差電堆（duī）單元都（dōu）有其電信號放大器和數（shù）據轉換器，這樣（yàng）可以避免對溫差電堆信號進行時（shí）間複用，大大降低（dī）了信號噪聲，同時它也提供（gòng）了必要的性能，而不（bú）需要特意去采用一個更昂貴的微測（cè）輻（fú）射熱設備（microbolometer）。

該（gāi）FIR傳感器陣列大大簡化了熱成像係統，它一（yī）旦被集成即可立即從64像（xiàng）素捕獲數據。它有一個可調節的幀速率，足以支持即（jí）使是最高端（duān）的OCS係統所需要的性能。在（zài）0℃到50℃範圍內工作時，可維持±1.5°K的精度（dù）水平。對於每個組成的傳感元件，都有其自身的信號（hào）處理能力，可見光OCS係統中出現的噪聲問題在這裏可以得（dé）到有效地規避（bì）。此外，其接口也更（gèng）容易實現。使用高速I2C兼容的數（shù）字串行（háng）接口以及與控製單元同步的觸發模式意（yì）味著（zhe）這些器件不僅僅可單獨使用，而且在需要的情況下也（yě）可以結合在一起形成具（jù）有更高成像分辨率的陣列。

每年歐盟成員國的道（dào）路上約有35,000人死亡，開發（fā）更有效的汽車安全係（xì）統的（de）重要性不能被低（dī）估（gū）。安全氣囊的利用對於減（jiǎn）少死亡人（rén）數起了很大的作用，但仍然有必要進一（yī）步降低。被動占用識別機製正在被（bèi）智能係統所取代，這（zhè）樣能夠更（gèng）好地確定（dìng）是（shì）誰或（huò）什麽物品在乘客座位上，以（yǐ）便（biàn）進一步改（gǎi）善安全氣囊展開的有效性，這樣可把危害風險最小化。通過實施更先進的基於光電子技術的OCS的係統，可在乘（chéng）客的安全（quán）方麵取得更大的進（jìn）步。但有一（yī）點很明確，由於光照水平的（de）變化以及其他不（bú）規則行為，工作在可見光譜的傳感器往往性能會降低。而FIR傳感技術則能夠以比可見光方案低（dī）很多（duō）的數據處理成本提供同等或更好的性能（néng），因此可以（yǐ）得到汽車製造商更多地采用。