System noktowizyjny do samochodu

Ciemność i nieuwaga to główni wrogowie bezpiecznego ruchu drogowego, który często powoduje wypadki. Jeśli w pierwszym przypadku kierowca i piesi potrzebują bardziej odpowiedzialnego podejścia do tego, jak zachowują się na drodze, to ciemna pora dnia jest naturalnym powodem, którego nie można wyeliminować.

Bez względu na to, jak uważny jest kierowca podczas jazdy nocą, jego oko nadal ma pewne ograniczenia, dlatego może nie widzieć przeszkody na drodze. Aby ułatwić współczesnym kierowcom, renomowani producenci samochodów opracowali system nva (asystent widzenia w nocy), czyli asystent widzenia w nocy.

Zastanów się, co zawiera to urządzenie, jak działa, jakie typy urządzeń istnieją, a także ich zalety i wady.

Co to jest system noktowizyjny

Dla wielu, którzy słyszą o tym systemie, jest on bardziej kojarzony z filmami akcji. Na takich zdjęciach żołnierze elitarnych jednostek noszą specjalne okulary, które pozwalają im widzieć w całkowitej ciemności. Należy zauważyć, że system ten był dopiero niedawno stosowany w samochodach. Wcześniej był naprawdę używany przez struktury wojskowe.

Większość luksusowych samochodów otrzymuje to urządzenie w standardzie. W drogich wersjach aktywny i pasywny system bezpieczeństwa obejmuje inne wyposażenie. Na przykład sam samochód może rozpoznać przeszkodę i ostrzec o niebezpieczeństwie na czas lub nawet zapobiec kolizji, jeśli kierowca nie zareaguje na czas. Zwiększa to bezpieczeństwo pojazdu.

Krótko mówiąc, noktowizor to urządzenie, które potrafi rozpoznać duży obiekt (może to być pieszy, słup lub zwierzę). Specjalne czujniki wyświetlają na ekranie obraz drogi jak zwykła kamera, tylko w większości modeli obraz ma czarno-białą inwersję kolorów, a droższe opcje pokazują obraz kolorowy.

Co jest potrzebne

System noktowizyjny umożliwia kierowcy:

• W ciemności zobacz z wyprzedzeniem przeszkodę i uniknij wypadku;
• Na drodze mogą znajdować się ciała obce, które nie odbijają światła samochodów w taki sam sposób, jak znak drogowy. Ze względu na prędkość transportu zasięg świateł może być niewystarczający, aby kierowca zareagował na czas. Jest to szczególnie dotkliwe, gdy ktoś idzie poboczem jezdni, a na przeciwległym pasie jedzie inny samochód z jasnym światłem.
• Nawet jeśli kierowca ostrożnie prowadzi samochód, jest to szczególnie trudne o zmroku, kiedy jeszcze nie zniknęło światło dzienne, ale nie zapadła też całkowita ciemność. W takich warunkach reflektor pojazdu może nie emitować wystarczającej ilości światła, aby kierowca mógł kontrolować granice jezdni. Urządzenie pozwala wyraźniej określić, gdzie kończy się droga, a zaczyna pobocze.

Dla nikogo nie jest tajemnicą, że tylko niektóre gatunki zwierząt doskonale widzą w ciemności. Osoba nie ma takiej zdolności, dlatego przedmioty słabo odbijające reflektory są szczególnym zagrożeniem dla ruchu drogowego. Ludzkie oko jest w stanie rozróżnić tylko duże obiekty i to tylko z niewielkiej odległości.

Ruch pojazdów dodatkowo pogarsza sytuację - jeśli kierowca zdąży z bliska rozpoznać przeszkodę, będzie miał za mało czasu na uniknięcie kolizji. Aby uchronić się przed kłopotami, a samochód przed zderzeniem, kierowca musi albo zainstalować jaśniejsze światło, które będzie mocno irytować kierowców nadjeżdżających z przeciwka, albo jechać zbyt wolno.

Zainstalowanie noktowizora sprawi, że poczujesz się pewniej w takich warunkach. W zależności od modelu urządzenia system albo powiadomi kierowcę o przeszkodzie, która pojawiła się na drodze samochodu, albo kierowca sam to zauważy patrząc na monitor. Odległość, z jakiej urządzenie rozpoznaje przedmioty, pozwala kierowcy na ominięcie ich lub zahamowanie w odpowiednim czasie bez gwałtownych manewrów.

Zasada działania

Istotnym warunkiem działania tego systemu bezpieczeństwa jest obecność specjalnej kamery. Montowany jest z przodu pojazdu w zależności od specyfiki urządzenia. Może to być osobna kamera wideo zamontowana w osłonie chłodnicy, w zderzaku lub w pobliżu lusterka wstecznego.

Czujnik podczerwieni reaguje na przeszkody w szerszym zakresie niż ludzkie oko. Urządzenie śledzące przesyła odebrane dane do oddzielnego monitora, który można zainstalować na konsoli lub desce rozdzielczej maszyny. Niektóre modele urządzeń tworzą projekcję na przedniej szybie.

Instalując kamerę należy upewnić się, że jest ona czysta, ponieważ od tego zależy odległość, z jakiej obiekty będą rozpoznawane. Większość urządzeń jest w stanie wykryć zaparkowany samochód z wyłączonymi wymiarami (o tym, dlaczego samochód potrzebuje świateł postojowych, opisano tutaj) w odległości około 300 metrów, a osoba - około stu metrów.

Elementy konstrukcyjne

Każdy producent wyposaża system, który zapewnia noktowizor ciał obcych w różne elementy, ale kluczowe części pozostają identyczne. Główną różnicą jest jakość poszczególnych części. W skład urządzenia wchodzą:

• Czujnik podczerwieni. Tych części może być kilka i są one instalowane przed samochodem, częściej w optyce głowy. Urządzenia emitują promienie podczerwone na duże odległości.
• Kamera. Ten element naprawia drogę przed samochodem, a także naprawia promieniowanie odbijane od powierzchni.
• Jednostka sterująca, która łączy dane z czujników i kamery wideo. Przetwarzane informacje są odtwarzane dla kierowcy, w zależności od tego, jaki będzie czwarty element.
• Urządzenie odtwarzające. Może to być monitor lub kolorowy wyświetlacz. W niektórych modelach obraz jest wyświetlany na przedniej szybie w celu ułatwienia kontroli na drodze.

 W ciągu dnia niektóre urządzenia mogą działać jak zwykły DVR. W ciemności urządzenie przetwarza sygnały z czujników i wyświetla je jako obraz na ekranie. Z oczywistych względów wygoda ta nie neguje uwagi kierowcy, dlatego modele z projekcją na przedniej szybie są mniej praktyczne, ponieważ odwracają uwagę od śledzenia drogi.

Rodzaje samochodowych systemów noktowizyjnych

Twórcy samochodowych systemów noktowizyjnych stworzyli dwa rodzaje urządzeń:

1. Urządzenia z aktywnym trybem pracy. Takie urządzenia są wyposażone w czujniki wykrywające promieniowanie podczerwone, a także emitery wbudowane w reflektory. Lampa podczerwieni świeci w dal, promienie odbijają się od powierzchni przedmiotów, a kamera z czujnikami wychwytuje je i przekazuje do jednostki sterującej. Stamtąd obraz trafia do monitora. Zasada działania jest podobna do działania ludzkiego oka, tylko w zakresie podczerwieni. Osobliwością takich urządzeń jest to, że na ekranie wyświetlany jest wyraźny obraz o wysokiej rozdzielczości. To prawda, że ​​odległość wykrywania takich modyfikacji wynosi około 250 metrów.
2. Pasywny analog wyzwalany jest na większą odległość (do 300m) ze względu na to, że czujniki w nim działają na zasadzie kamery termowizyjnej. Urządzenie wykrywa promieniowanie cieplne od obiektów, przetwarza je i wyświetla na ekranie urządzenia jako obraz w odwróconej czerni i bieli.

Nie ma potrzeby używania urządzeń wychwytujących promienie z obiektów znajdujących się powyżej 300 metrów. Powodem jest to, że na monitorze takie obiekty będą wyświetlane po prostu jako małe kropki. Z takiej dokładności nie ma treści informacyjnych, dlatego maksymalna sprawność urządzenia przejawia się właśnie na tej odległości.

Systemy noktowizyjne opracowane przez duże korporacje

Tworząc innowacyjny system zabezpieczeń, producenci samochodów starają się opracować unikalne urządzenia, które mają przewagę nad odpowiednikami innych firm. Chociaż gogle noktowizyjne do samochodów działają w ten sam sposób, niektóre modele mają swoje własne różnice.

Dla przykładu porównajmy cechy modyfikacji trzech znanych na całym świecie producentów.

Asystent widzenia nocnego Plus marki Mercedes-Benz

Jedno z unikalnych rozwiązań zostało zaprezentowane przez niemiecki koncern, który zjeżdża z linii montażowej samochodów premium wyposażonych w asystentów kierowcy, w tym NVA. Aby urządzenie różniło się od swoich odpowiedników, do jego nazwy dodano słowo plus. Plusem jest to, że oprócz ciał obcych na drodze, aparat jest również w stanie rozróżnić dziury.

Urządzenie działa zgodnie z następującą zasadą:

1. Czujniki podczerwieni wychwytują odbite promienie z dowolnej powierzchni, w tym nierównych dróg, i przekazują informacje do jednostki sterującej.
2. W tym samym czasie kamera wideo rejestruje obszar przed samochodem. W tym elemencie znajdują się wychwytujące światło diody, które reagują na światło słoneczne. Wszystkie te informacje są również podawane do ECU urządzenia.
3. Elektronika integruje wszystkie dane, a także analizuje, przez jaką część dnia dane są przetwarzane.
4. Na ekranie konsoli wyświetlane są wszystkie informacje potrzebne kierowcy.

Osobliwością rozwoju Mercedesa jest to, że elektronika podejmuje pewne niezależne działania. Na przykład, jeśli samochód porusza się z prędkością ponad 45 kilometrów / godzinę, a na jezdni pojawia się pieszy (odległość od niego do samochodu nie przekracza 80 metrów), samochód samodzielnie emituje kilka sygnałów świetlnych, włączając / wyłączając światła drogowe. To prawda, że ​​ta opcja nie zadziała, jeśli na drodze jest zbliżający się ruch.

Dynamic Light Spot od BMW

To jedyny niemiecki rozwój, który jest kontrolowany w trybie inteligentnym. Urządzenie stało się bezpieczniejsze dla pieszych. Osobliwością urządzenia jest to, że oprócz czujników podczerwieni jest wyposażone w czujnik tętna. Innymi słowy, elektronika jest w stanie rozpoznać bicie serca żywej istoty znajdującej się nie dalej niż 100 metrów od samochodu.

Reszta urządzenia ma podobne czujniki, kamerę i ekran. System wyposażony jest również w dodatkowe diody LED, które ostrzegają pieszych o zbliżaniu się samochodu (reflektory migają kilka razy, ale jeśli nie ma nadjeżdżającego samochodu).

Kolejną wyjątkowością oprawy jest to, że soczewka LED może obracać się o 180 stopni. Dzięki temu NVA jest w stanie rozpoznać nawet zbliżających się do jezdni i ostrzec ich z wyprzedzeniem o niebezpieczeństwie.

Night Vision od Audi

W 2010 roku do arsenału nowatorskich rozwiązań noktowizyjnych dodano narzędzie Audi. Urządzenie wyposażone jest w kamerę termowizyjną. Aparat został zamontowany w jednym z pierścieni godła (swoją drogą, dlaczego logo reprezentowane jest przez cztery pierścienie opisano w historia marki samochodowej Audi).

Dla ułatwienia percepcji żywe obiekty na drodze są podświetlane na ekranie z żółtawym odcieniem. Uzupełnieniem rozwoju było śledzenie trajektorii pieszego. Jednostka sterująca oblicza, w którym kierunku porusza się samochód, aw którym - pieszy. Na podstawie tych danych elektronika określa możliwy scenariusz kolizji. Jeśli prawdopodobieństwo przekroczenia trajektorii jest duże, kierowca usłyszy ostrzeżenie dźwiękowe, a osoba (lub zwierzę) na wyświetlaczu będzie czerwona.

Testujemy urządzenie domowe

Oprócz standardowych urządzeń każdy kierowca, który jest gotowy wydać około 250-500 USD, ma dostępny sprzęt, który można zainstalować w dowolnym samochodzie. Wcześniej ta opcja była dostępna tylko dla właścicieli samochodów luksusowych. Weź pod uwagę domowe urządzenie „Sowa”, które działa w trybie nocnym nie gorzej niż drogie modele wiodących firm.

Zestaw zawiera:

• Dwa reflektory z emiterami podczerwieni. Pierwsza rozprasza promienie w pobliżu przodu samochodu na odległość około 80 m. Druga kieruje wiązkę w dal na odległość około 250 m. Można je zainstalować w przedziałach świateł przeciwmgielnych lub przymocować oddzielnie do zderzaka.
• Kamera wideo o wysokiej rozdzielczości, której obiektyw wychwytuje również odbite promienie podczerwone.
• Monitor. Zamiast standardowego można zastosować prawie każdy ekran kompatybilny z systemami monitoringu wideo, który jest stosowany w samochodach. Głównym warunkiem jest wyposażenie wyświetlacza w analogowe wejście wideo.
• Filtr na podczerwień. Wygląda jak mały ekran do obiektywu aparatu. Jego celem jest odfiltrowanie interferencji, którą tworzą fale świetlne.
• Jednostka sterująca przetwarzająca odebrane sygnały.

Jeśli porównamy sprawność urządzenia i światło z reflektorów, to naprawdę urządzenie jest w stanie ułatwić kierowcy rozpoznanie odległych obiektów w ciemności. Test na rozpoznanie dwóch obiektów, pod warunkiem, że optyka pracuje w trybie świateł mijania, a asystenci stoją na polnej drodze:

• Odległość 50m. W światłach przednich kierowca dostrzega tylko sylwetki, ale przy powolnym ruchu można ich ominąć. Ekran urządzenia wyraźnie pokazuje, że na drodze są dwie osoby.
• Odległość 100m. Sylwetki stały się prawie niewidoczne. Jeśli samochód porusza się szybko (około 60 km / h), kierowca ma mało czasu na reakcję, aby zwolnić lub przygotować się do objazdu. Obraz na ekranie nie zmienia się. Jedyną rzeczą jest to, że liczby stały się trochę mniejsze.
• Odległość 150m. Asystenci w ogóle nie są widoczni - trzeba włączyć światła drogowe. Na monitorze urządzenia obraz jest nadal wyraźny: widoczna jest jakość nawierzchni jezdni, a sylwetki nawet się pogorszyły, ale są wyraźnie widoczne na wyświetlanym tle.
• Maksymalna odległość to 200m. Nawet światła drogowe nie pomagają dostrzec ciał obcych na drodze. Kamera termowizyjna nadal rozpoznawała dwa oddzielne obiekty. Jedyną rzeczą jest to, że ich rozmiar się zmniejszył.

Jak widać, nawet budżetowe urządzenie może ułatwić życie kierowcy, zwłaszcza jeśli jego samochód ma standardowe żarówki. Jeśli zastąpisz je jaśniejszym analogiem, na przykład halogenowym, może to zirytować innych uczestników nadjeżdżającego ruchu. Ponieważ ludzkie oko nie rozpoznaje promieni podczerwonych, w noktowizorze można zastosować silne emitery. Nie będą rozpraszać kierowców nadjeżdżających samochodów, ale obiekty będą rozpoznawane przez kamerę wideo.

Jak zainstalować noktowizor samochodu?

Wiele modułów noktowizyjnych przypomina kamerę samochodową. Niezależnie od modelu powinny składać się z trzech kluczowych elementów: ekranu, bloku oraz kamery (może pracować na zasadzie kamery termowizyjnej lub z emiterami podczerwieni). Czasami wszystkie te elementy są zamknięte w jednej obudowie, co ułatwia montaż.

System jest instalowany zgodnie z następującym schematem. Instalacja kamery zależy od typu urządzenia. Niektóre można zainstalować poza maszyną. W takim przypadku ważne jest, aby obiektyw był czysty. Pozostałe modyfikacje są przeznaczone do montażu w obszarze lusterka wstecznego lub na desce rozdzielczej.

Źródłem zasilania jest głównie akumulator samochodowy, ale istnieją również opcje z indywidualnym akumulatorem. Komunikacja z monitorem i modułem sterującym może odbywać się za pomocą połączenia przewodowego lub bezprzewodowego. Optymalne miejsce montażu kamery zewnętrznej należy wybrać z następujących obliczeń: wysokość obiektywu od podłoża 65 cm, minimalna pozycja od światła głównego lub przeciwmgłowego 48 cm. Soczewka powinna znajdować się na środku kratki.

Jeśli urządzenie nie korzysta z kamery na podczerwień, ale z kamery termowizyjnej, należy je umieścić jak najdalej od silnika. Zapobiegnie to nagrzewaniu się urządzenia, co może niekorzystnie wpłynąć na jego działanie. Jeśli chodzi o modyfikację bezprzewodową, należy postarać się maksymalnie skrócić długość kabla zasilającego, aby nie powodował on dodatkowych zakłóceń.

Moduł bezprzewodowy można zamontować w dowolnym miejscu we wnętrzu pojazdu. Głównym warunkiem jest to, aby kierowca nie był odwracany od prowadzenia pojazdu w celu obserwowania na ekranie sytuacji na drodze. Najwygodniej jest umieścić monitor tuż przed oczami kierowcy. Dzięki temu wystarczy mu po prostu skupić się albo na przedniej szybie, albo na wyświetlaczu.

Zalety i wady

Jest jedna ważna zasada dotycząca systemów wspomagających kierowcę: żaden nowoczesny asystent nie zastąpi potrzeby niezależnego sterowania pojazdem. Nawet najbardziej zaawansowany model instrumentu ma swoje ograniczenia.

Stosowanie systemów NVA jest praktyczne z następujących powodów:

• Obraz na ekranie urządzenia ułatwia kierowcy poruszanie się po granicach jezdni, zwłaszcza o zmroku, kiedy reflektory nie są jeszcze tak efektywne w radzeniu sobie z zadaniem;
• Wyświetlacz ma optymalne wymiary, dzięki czemu kierowca nie musi dokładnie przyglądać się temu, co pokazuje urządzenie i nie odwraca jego uwagi od drogi;
• Nawet jeśli kierowca z przyczyn naturalnych nie zauważy pieszego lub zwierzęcia, które wybiegło na drogę, urządzenie pomoże zapobiec kolizji, dając wyraźniejszy obraz w porównaniu z tym, co widzi kierowca;
• Dzięki niezawodności urządzenia kierowca z mniejszym wysiłkiem patrzy w drogę, a jego oczy nie męczą się tak bardzo.

Niemniej jednak nawet najbardziej zaawansowany system ma istotne wady:

• Większość modeli rozpoznaje obiekty stacjonarne lub poruszające się w kierunku ruchu. W przypadku zwierząt przechodzących przez jezdnię wiele urządzeń nie ostrzega kierowcy na czas o niebezpieczeństwie. Na przykład kamera może rozpoznać przeszkodę na skraju drogi. Na tej podstawie kierowca wykona manewr w celu ominięcia zwierzęcia, które zbliża się do manewru. Z tego powodu kamera przesyła obraz z opóźnieniem, kierowca może uderzyć w obiekt. Takie sytuacje są zminimalizowane w droższych modelach zdolnych do rozpoznawania prędkości ruchu obiektów i szybszego przenoszenia obrazu na wyświetlacz.
• Gdy pada deszcz lub na zewnątrz panuje gęsta mgła, urządzenie nie działa, ponieważ krople wilgoci odbijają promienie, zniekształcając ich trajektorię.
• Nawet jeśli monitor znajduje się w polu widzenia kierowcy, będzie on musiał jednocześnie monitorować drogę i obraz na ekranie. To komplikuje zadanie, które w niektórych przypadkach odwraca uwagę od prowadzenia pojazdu.

Tak więc noktowizor może ułatwić pracę kierowcy, ale mimo to warto pamiętać, że to tylko pomocnik elektroniczny, który może mieć awarie. Tylko kierowca może zapobiec nieprzewidzianym sytuacjom, więc nadal musi zachować szczególną ostrożność podczas jazdy.

Oto krótki film pokazujący, jak taki system działa w rzeczywistych warunkach:

Noktowizor w samochodzie! Lanmodo Vast1080P

Pytania i odpowiedzi:

Jak widzi noktowizor? Wiązka światła (niewidoczna dla ludzkiego oka) odbija się od obiektu i wpada do soczewki. Obiektyw skupia ją na przetworniku elektrooptycznym, jest wzmacniana i wyświetlana na ekranie.