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

這裏先介紹一下OCS係（xì）統的基本結構。傳感（gǎn）器係統將首先確認是（shì）否有乘客占用座位，並對乘客的物理特性進行評估（gū）。隨後，此（cǐ）信息（xī）被傳送到電子控製單（dān）元（ECU）以便決定做出何種反應，從而使氣囊（náng）以全速或以較慢（màn）的速度觸發。早期的OCS係統往往采用合理的（de）基本傳感機製，包括嵌入（rù）在（zài）座（zuò）位框架內部的壓力傳感器，它可以（yǐ）用於測量（liàng）乘員的體重並由此推導出一個粗略的身高數據。與通過安全帶的張力（lì）來進行（háng）估算等其（qí）他方法類似，這種（zhǒng）方法也有不準確之處（chù）。首先，體重和身高之間的相關性（xìng）並不是可以準確地確定。上述方法也沒有（yǒu）考慮到一些其他可（kě）能性，例如座位上放的是裝物品的盒子，而不是占用座椅的乘客，因為這種技術不能確認在座位上是（shì）一個乘客還是（shì）其他沒有生命的物品。此外，在座位框架內部集成傳感器也非常昂貴，特別是如果需要維修或更換時更是如此。

隨著兒童加高車座（booster car seats）和麵向後方（fāng）嬰幼兒座椅（yǐ）（rear-facing baby/infant car seat）開始在市（shì）場上出現，進一步（bù）凸顯了（le）對傳統技術變革的必要性，這些也引起人們對於如何部（bù）署安全氣囊的關注。因此，汽車產業現在有一（yī）個趨勢是采用更為複雜的分類係統，而（ér）往往利用最多的是光電技術。

對於任何使用光電檢（jiǎn）測（cè）技術的（de）OCS解決方案，基本（běn）標準是：

它必須能（néng）夠觀測到所感興趣的區域（即不（bú）可以有任何阻礙（ài）從所安裝的地方去觀（guān）察乘客（kè））。

視場（F oV）的要求（qiú）都相對受限，通常為40o×10o已經綽綽有餘。

合理的4赫茲到8赫茲較低幀率。

由於目標（biāo）的距離很近，可以采用作（zuò）用範圍小於1米的傳感器。

這些並不真正構成重大的技術困難，但在更詳細的層次認真研究係（xì）統時，困難開始浮出水麵。采用光電（diàn）技術實現的OCS係統如果（guǒ）使用可見光譜的一（yī）部分作為其傳感媒介，有幾個顯著的缺點都與采用這種方（fāng）案（àn）有關。

　利用可見光的OCS的問題

在采用可見光作為（wéi）OCS感應機理（lǐ）時，當然有晝/夜光照水平的變化，這就（jiù）要求係統應包括車（chē）內主（zhǔ）動照（zhào）明（這通（tōng）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、衣物等也可以對光學分類過程產生不利的影響。因此（cǐ），這種傳感器技術（shù）及（jí）其對於不規則暴露的判斷準確性是一個主（zhǔ）要問（wèn）題。可見光傳（chuán）感係（xì）統需要相當（dāng）高的（de）處理（lǐ）能（néng）力，要配備相當昂貴的微控製器單元（MCU）。

使用工作波長範圍（wéi）從5μm到15μm的遠紅外（FIR）技術，正在（zài）成為汽車載客分類應用中（zhōng）越來越感興趣的話題。遠紅外（wài）成像係統的巨大優勢之一（yī）是，由於它以（yǐ）人體散發熱量的頻率來檢測熱輻射（shè），能夠更好地區分無生命的物體和一個真正的（de）乘（chéng）客。這種方法不依靠環境光，在白（bái）天或夜晚工作之間有沒有（yǒu）性能差別，因此也就不需要在車內主動照明。此外，它需要的處理能力也相當小。最後這兩點使整個係統的複雜性和成本大幅度降低。

FIR性（xìng）能注意事項

基於FIR機製的 OCS不需要很寬的（de）動態範圍，傳感器陣列需要能夠在-40℃至85℃ 之間工作。對於光學分辨率的要求也不是（shì）太苛刻，因為乘客的位置會是（shì）在一個已知區域。但熱分辨率卻是（shì）非常重要，需要在±0.25oK範圍。重要的是需要考慮進入車內的太陽光（guāng）的熱效應，要達到該目（mù）的需要使用濾光片過濾掉可見光光譜（pǔ）和近紅外（NIR）光譜，從而使這些不以任何（hé）方式幹擾（rǎo）傳（chuán）感器。雖然這種類型感測係統（tǒng）的信號處理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，以便（biàn）確保運行速度（dù）和信噪（zào）比都比較高，同（tóng）時使係統成本（běn）降低（dī）和易（yì）於（yú）實施。

邁來芯公司通過與Heimann Sensor GmbH之間的技（jì）術合作，現在已經能夠開發結構緊湊、同時具（jù）有高性價比的FIR傳感器陣列，它們把高（gāo）靈敏度溫差電堆（thermopiles，熱電堆）技術與尖端且精簡的（de）信號處理等功能/性能結合在一（yī）起，每個FIR檢測器件具（jù）有多個溫差電堆傳感器單元，可以針對目標區域實時地建立一個簡（jiǎn）單的熱值圖。陣列內的每一個溫差電堆單元（yuán）都有（yǒu）其（qí）電信號放大器和數（shù）據轉換（huàn）器，這樣（yàng）可以避免對溫差電堆信號進行時間複（fù）用，大大（dà）降低了信號噪聲，同時它也提供了必要的性能，而不需要（yào）特意去采用一個更昂貴的微測輻射熱設備（microbolometer）。

該FIR傳感器陣列大大簡化了熱成像係統，它（tā）一旦被集（jí）成（chéng）即可立即從64像素捕獲數據。它有一個可調節的（de）幀速率，足以支持即使是最高（gāo）端的OCS係統所需（xū）要的性能。在0℃到50℃範圍內工作時，可維持±1.5°K的精度水平。對於每個（gè）組成的傳感元件，都有其自身的（de）信號處理能力，可見光OCS係統中出（chū）現的噪聲問題在這裏可以得到有效地規避。此外，其接口也更（gèng）容易實現。使用高速I2C兼容的數字串行接口以（yǐ）及與控製單元同步的觸發模式意味著（zhe）這些器件不僅僅可單（dān）獨使用，而且在需要的情（qíng）況下也可以（yǐ）結合在一起形成具（jù）有更高成像分（fèn）辨率的陣列。

每年歐盟成員國的道路上約有35,000人（rén）死亡（wáng），開發（fā）更有效的汽車安全（quán）係統的重要性不能被低估。安全氣（qì）囊的（de）利用對於減（jiǎn）少（shǎo）死亡人數起了很（hěn）大的作用（yòng），但仍然有必要進一（yī）步降低。被動占用識別機製正在被智能係統所取（qǔ）代，這樣能夠更好地確定是誰或什麽物品在乘客座位上（shàng），以便進一步改善安全氣囊展開的有效（xiào）性，這樣（yàng）可把危害風險最小化。通過實施更先進（jìn）的基於（yú）光電子技術的OCS的係統，可在乘客的安全方麵取得更大的進步。但有一點很明確，由於光照水（shuǐ）平的（de）變（biàn）化以及其他（tā）不規則行為，工作在可見光（guāng）譜的傳感器（qì）往往性能會降（jiàng）低。而（ér）FIR傳感（gǎn）技術則能夠以比可見光方案（àn）低很多的數據處理成本提供同等或更好的（de）性能，因此可以得到汽（qì）車製造商更多地采用。