Обзор дорожной панорамы перед автомобилем в ночное время становится доступным с появлением автомобильных систем ночного видения.

Из-за значительного снижения видимости риск дорожно-транспортных происшесткий для пешеходов в ночное время вчетверо выше, чем днем. Одной из явных трудностей ночного вождения является практическая невозможность использовать полный передний свет из-за частого встречного потока (полный передний свет ослепляет водителя встречного транспорта). При движении со слабым освещением встречный темный объект обнаруживается, как правило, лишь на опасном расстоянии 30-50 м. Системы ночного видения даже при движении с ближним светом позволяют увеличить дистанции, на которой водитель обнаруживает животных, пешеходов, велосипедистов и других уязвимых пользователей дороги.

Разрабатываются системы ночного видения в дальнем и ближнем ИК диапазонах. Первая из двух систем – дальнего ИК диапазона (ДИК) - пассивная, обнаруживает тепловое излучение с длиной волны 8- 12 мкм. Теплые объекты излучают более интенсивный поток в этом диапазоне и отчетливо различаются на экране. Система ближнего ИК диапазона (БИК) освещает объекты на дороге излучением с длиной волны порядка 800 нм и воспринимает отраженный от них поток. Её основное преимущество – более низкая стоимость, так как технология элементов ближнего ИК хорошо отработана на других изделиях, например, видеокамерах. БИК-система потенциально может также быть совмещена с другими функциями, например, такой, как сигнализация о сходе с полосы движения. ДИК система предоставляет более предпочительный диапазон и возможность обнаружения пешеходов, но ее датчики не могут быть установлены за ветровым стеклом или другими стеклянными экранами. Проведенные в Michigan Univ. Transport Research Inst. сравнительные исследования способности водителя различить силуэт пешехода с применением систем ближнего и дальнего ИК показали, что в одинаковых условиях диапазон системы дальнего ИК почти втрое больше – около 120 м против 35 метров для ближнего ИК.

Первая ДИК-система ночного видения была установлена на модели Cadillac Deville в 2000г., а вслед за этим в 2002г. на Lexus Toyota появилась БИК оснастка. Несмотря на потребительский интерес и оптимистические прогнозы системы ночного видения на автомобиле не получили устойчивого рынка. Однако, новая волна интереса ожидается после недавнего появления ДИК системы на Honda Legend и на BMW 5-7 серий и БИК системы на Mercedes S-класса.

Рис.1. Установленный на автомобиле датчик.

Потенциальный рынок этих систем стоимостью 2000 долл. пока ограничен автомобилями класса люкс. BMW ввела на своих автомобилях системы ночного видения факультативно (по специальному заказу) с сентября 2005 г. Чувствительные элементы системы – микроболометры на основе оксидов ванадия (матрица 320 х 240 элементов изображения), способных различать разницу температур в десятые доли градуса. Датчик размером 57х58х72 мм закрепляется на переднем бампере автомобиля под щитком с автомобильным номером (см. рисунок).

Движущаяся панорама проецируется на тепловые датчики, выполняется цифровая обработка сигнала и формируется видеоизображение на экране дисплея. Система просматривает дорогу на расстоянии 300 м при горизонтальном угле обзора 36 градусов и скорости обновления сигнала 30 Гц. Используя ДИК систему, водитель различает живые объекты, имеющие температуру, отличную от окружающей среды. Изображение воспроизводится на дисплее, расположенном на приборной панели.

Помимо микроболометра, высокую стоимость автомобильных систем ночного видения определяют и другие оптичесике элементы, в частности – линзы. При проектировании ДИК системы рассматривались как германиевые линзы, так и линзы из халькогенидных стекол. Несмотря на преимущество германиевых линз по параметрам (механические свойства, высокий индекс отражения в ИК области – 4), проектировщики остановились на более дешевых линзах из халькогенидного стекла марки GASIR от компании Umicore (коэффициент отражения 2.5 и не сильно изменяется с температурой).

Современные ДИК системы позволяют обнаруживать пешеходов с более далекого расстояния, чем их БИК аналоги, но их производство более дорогое. БИК детекторы формируют изображение с очень высоким разрешением, но оно засвечивается идущим навстречу транспортом. Какая технология будет выбрана в будущем? Пока поставщикам не удастся исправить недостатки БИК систем, выбор будет сделан в пользу ДИК систем, несмотря на их дороговизну. Возможности ДИК и БИК систем дополняют друг друга, поэтому оптимальным может стать их гибрид, например, БИК система будет использоваться для генерации изображения, а ДИК датчики специально для обнаружения пешеходов.

Источник информации - заметка в бюллетене ПерсТ, выпуск 17 за 2006 г.