防疲勞駕駛監(jiān)測系統(tǒng)中的濾光片應(yīng)用解析
隨著智駕技術(shù)的發(fā)展，行車對于司機的管控已經(jīng)實現(xiàn)了多種智能化，同時伴隨著長期的駕駛，司機疲勞駕駛也會提高道路行駛的風(fēng)險，因此需要一項針對司機駕駛疲勞監(jiān)測的系統(tǒng)。防疲勞駕駛監(jiān)測系統(tǒng)（DMS, Driver Monitoring System）應(yīng)運而生，現(xiàn)階段已成為提升行車安全的重要手段，該系統(tǒng)通過實時監(jiān)測駕駛員的面部特征（如眨眼頻率、頭部姿態(tài)等）來預(yù)警疲勞狀態(tài)，而濾光片作為光學(xué)傳感器的核心組件，直接影響監(jiān)測的精度和可靠性。
（圖源網(wǎng)絡(luò)，侵刪）
1. 防疲勞駕駛系統(tǒng)的工作原理
防疲勞駕駛系統(tǒng)主要依賴攝像頭或紅外傳感器采集駕駛員的面部數(shù)據(jù)，結(jié)合人工智能算法分析疲勞特征。其工作模式可分為可見光成像和近紅外（NIR）成像兩類。
可見光成像：適用于光照充足的環(huán)境，但易受晝夜光線變化影響。
近紅外（NIR）成像：利用780-1100nm波長的紅外光，可在低光或無光環(huán)境下穩(wěn)定工作，且不會對駕駛員造成眩光干擾。
無論采用哪種方案，環(huán)境光（如陽光、車燈）都可能干擾信號采集，因此需要濾光片進(jìn)行光學(xué)優(yōu)化。
（圖源微斯邁科技，侵刪）
2. 濾光片的核心作用
濾光片在防疲勞駕駛系統(tǒng)中的核心任務(wù)是選擇性透過需求光，即僅允許特定波長的光通過，同時屏蔽干擾光。根據(jù)系統(tǒng)需求，主要采用以下兩種濾光片：
（1）窄帶通濾光片（Bandpass Filter）
適用場景：紅外補光型DMS系統(tǒng)（如BP850nm或BP940nm LED）。
功能：僅透射目標(biāo)波段（如850nm±10nm），阻斷其他波長（如可見光、雜散紅外光），確保信號純凈。
優(yōu)勢：提高信噪比，減少誤判。
（近紅外BP850窄帶濾光片）
（2）紅外截止濾光片（IR Cut Filter）
適用場景：基于可見光攝像頭的DMS系統(tǒng)。
功能：濾除紅外光，避免色彩失真，確保人臉識別準(zhǔn)確性。
此外，部分高端系統(tǒng)還會采用抗反射鍍膜濾光片，以減少鏡頭內(nèi)反射，提升低光環(huán)境下的成像質(zhì)量。
（紅外截止SP705短波通濾光片）
3. 關(guān)鍵性能參數(shù)
濾光片的性能直接影響監(jiān)測系統(tǒng)的可靠性，主要參數(shù)包括：
中心波長（CWL）：必須與系統(tǒng)光源匹配（如850nm或940nm）。
半峰寬（FWHM）：通常為10-40nm，越窄則抗干擾能力越強。
透光率（T%）：越高越好（理想值>90%），確保弱光下的信號強度。
截止深度（OD）：對非目標(biāo)波段的阻斷能力，OD4以上可有效抑制干擾。
4. 實際應(yīng)用案例
（1）奔馳Attention Assist
部分車型采用紅外攝像頭+窄帶濾光片（850nm），結(jié)合方向盤傳感器數(shù)據(jù)，綜合判斷駕駛員狀態(tài)。
（2）比亞迪DMS系統(tǒng)
使用近紅外成像技術(shù)，搭配高透光率窄帶濾光片，實現(xiàn)全天候疲勞監(jiān)測，即使在夜間或隧道內(nèi)也能穩(wěn)定工作。
（3）特斯拉車內(nèi)攝像頭
早期版本依賴可見光，需IR Cut濾光片保證色彩準(zhǔn)確；新一代系統(tǒng)或引入紅外增強方案。
5. 未來發(fā)展趨勢
隨著自動駕駛技術(shù)的進(jìn)步，防疲勞監(jiān)測系統(tǒng)對濾光片的要求將更高：
多波段濾光片：兼容可見光與紅外光，適應(yīng)復(fù)雜光照環(huán)境。
智能調(diào)光濾光片：根據(jù)環(huán)境自動切換透光波段，提升適應(yīng)性。
超窄帶濾光片：進(jìn)一步提高信噪比，減少誤報率。
對于濾光片而言，它們雖小，卻是防疲勞駕駛監(jiān)測系統(tǒng)的“光學(xué)守門員”，其性能能直接影響疲勞檢測的準(zhǔn)確性。窄帶通濾光片和紅外截止濾光片依然是當(dāng)前主流市場的應(yīng)用方案，未來隨著光學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，更智能、高效的濾光片將進(jìn)一步提升行車安全。對于DMS系統(tǒng)廠商而言，選擇合適的濾光片是優(yōu)化性能的關(guān)鍵一步。