Система нічного бачення для машини

Темрява і неуважність - основні вороги безпечного дорожнього руху, з вини яких часто відбуваються аварії. Якщо в першому випадку водієві і пішоходам потрібно більш відповідальне ставлення до того, як вони себе ведуть на дорозі, то темний час доби це природна причина, яку неможливо усунути.

Яким би уважним не був водій під час керування машиною вночі, його очей все одно має певні обмеження, через що він може не побачити перешкоду, що знаходиться на дорозі. Щоб полегшити завдання сучасним водіям, відомі автовиробники розробили систему nva (night view assist) або асистент нічного бачення.

Розглянемо, що входить в цей пристрій, як воно працює, які види приладів існують, а також їх переваги та недоліки.

Що таке система нічного бачення

Для багатьох, хто чує про цю систему, вона більше асоціюється з художніми фільмами жанру бойовик. У таких картинах солдати елітних підрозділів надягають спеціальні окуляри, які дозволяють їм бачити в непроглядній темряві. Варто зазначити, що ця система лише нещодавно отримала застосування в автомобілях. До того вона дійсно використовувалася військовими структурами.

Більшість елітних автомобілів отримують даний прилад вже в базовій комплектації. У дорогих версіях система активної і пасивної безпеки включає і інше обладнання. Наприклад, автомобіль сам може розпізнати перешкоду і вчасно попередити про небезпеку або навіть запобігти зіткненню, якщо водій не реагує вчасно. Завдяки цьому підвищується безпека транспортного засобу.

Якщо коротко, то нічний прилад це пристрій, який здатний розпізнати великий об'єкт (це може бути пішохід, стовп або тварина). Спеціальні датчики видають на екран зображення дороги подібно звичайній камері, тільки в більшості моделей картинка має чорно-білу інверсію квітів, а більш дорогі варіанти показують кольорове зображення.

Для чого потрібна

Робота системи нічного бачення дозволяє водієві:

• У темряві заздалегідь побачити перешкоду і уникнути аварії;
• На дорозі можуть знаходитися сторонні об'єкти, які не відображають світло машин так само, як дорожній знак. Через швидкості транспорту дальності світла фар може бути недостатньо, щоб автомобіліст встиг вчасно зреагувати. Особливо гостро це відчувається, коли по узбіччю йде людина, а по зустрічній їде ще одна машина з яскравим світлом.
• Навіть якщо водій акуратно водить автомобіль, особливо важко доводиться в сутінках, коли денне світло ще не зник, але і не наступила повна темрява. В таких умовах фара автомобіля може видавати недостатній пучок світла, щоб водій міг контролювати кордони дорожнього полотна. Прилад дозволяє більш чітко визначати, де закінчується дорога і починається узбіччя.

Ні для кого не є секретом, що в темряві ідеально бачать тільки деякі види тварин. У людини такої здатності немає, тому особливу небезпеку для дорожнього руху представляють предмети, які погано відбивають світло фар. Око людини здатний розрізнити тільки великі об'єкти і то тільки на невеликій відстані.

Рух транспорту ще більше погіршує ситуацію - якщо водій і встигне розпізнати перешкоду поблизу, у нього вже буде занадто мало часу для запобігання зіткнення. Щоб уберегти себе від неприємностей, а машину від удару, водієві доводиться або встановлювати більш яскраве світло, що буде сильно дратувати водіїв зустрічного транспорту, або їхати дуже повільно.

Установка приладу нічного бачення дозволить відчувати себе в подібних умовах більш впевнено. Залежно від моделі пристрою система або сповістить водія про що з'явилося на шляху автомобіля перешкоді, або автомобіліст сам його помітить при погляді на монітор. Відстань, на якому прилад розпізнає об'єкти, дозволяє водієві без різких маневрів об'їхати їх або вчасно загальмувати.

Принцип роботи

Важлива умова для роботи даної системи безпеки є наявність особливої ​​камери. Вона встановлюється в передній частині автомобіля в залежності від особливості приладу. Це може бути окрема відеокамера, закріплена в радіаторних гратах, в бампері або біля дзеркала заднього виду.

Інфрачервоний датчик реагує на перешкоди в більшому діапазоні в порівнянні з людським оком. Пристрій для слідкування передає отримані дані на окремий монітор, який може встановлюватися на консолі або приладової панелі машини. Деякі моделі пристроїв створюють проекцію на лобове скло.

При установці камери потрібно забезпечити її чистоту, тому що від цього залежить, на якій відстані будуть розпізнаватися предмети. Більшість приладів здатне помітити припаркований автомобіль з вимкненими габаритами (про те, навіщо машині габаритні вогні, розповідається тут) На відстані близько 300 метрів, а людини - приблизно за сотню метрів.

елементи конструкції

Кожен виробник оснащує систему, що забезпечує бачення сторонніх предметів в нічний час, різними елементами, проте ключові частини залишаються ідентичними. Основною відмінністю є якість окремих деталей. У пристрій приладу входять:

• Інфрачервоний датчик. Цих деталей може бути кілька, і встановлюються вони спереду машини, частіше в головній оптиці. Пристрої випромінюють інфрачервоні промені на великій відстані.
• Відеокамера. Цей елемент фіксує дорогу попереду машини, а також фіксує відбите від поверхні випромінювання.
• Блок управління, який поєднує дані від датчиків і відеокамери. Оброблена інформація відтворюється для водія в залежності від того, яким буде четвертий елемент.
• Відтворює пристрій. Це може бути монітор або кольоровий дисплей. У деяких моделях зображення проектується на лобове скло, що полегшує контроль за дорогою.

 У денний час деякі пристрої можуть працювати, як звичайний відеореєстратор. У темну пору пристрій обробляє сигнали від датчиків і відображає їх у вигляді картинки на екрані. При явному зручність дана технологія не скасовує уважності водія, тому моделі з проекцією на лобове скло менш практичні, так як відволікають від стеження за дорогою.

Види систем нічного бачення автомобіля

Розробники автомобільних систем нічного бачення створили два види пристроїв:

1. Пристрої, що мають активний режим роботи. Такі пристосування оснащуються датчиками, які ловлять інфрачервоне випромінювання, а також випромінювачами, вбудованими в фари. ІК-лампа світить вдалину, від поверхні предметів відображаються промені, а камера з датчиками вловлює їх і передає на блок управління. Звідти картинка надходить на монітор. Принцип роботи схожий на функцію людського ока, тільки в ик-діапазоні. Особливість таких приладів полягає в тому, що на екран виводиться чітка картинка з високою роздільною здатністю. Правда, відстань спрацьовування у таких модифікацій близько 250 метрів.
2. Пасивний аналог спрацьовує на більш далекій відстані (до 300 м.) Завдяки тому, що датчики в ньому працюють за принципом тепловізора. Прилад фіксує випромінювання тепла від об'єктів, обробляє його і виводить на екран пристрою у вигляді зображення в чорно-білій інверсії.

Немає необхідності використовувати прилади, що уловлюють промені від предметів, розташованих далі 300 метрів. Причина в тому, що на моніторі такі предмети будуть відображатися просто у вигляді маленьких точок. Інформативності від такої точності немає, тому максимальна ефективність приладу проявляється саме на такій відстані.

Системи нічного бачення, розроблені великими концернами

Створюючи інноваційну систему безпеки, автовиробники намагаються розробити унікальні пристрої, що мають переваги в порівнянні з аналогами від інших компаній. Хоча прилади нічного бачення для автомобілів мають однаковий принцип роботи, все ж у деяких моделей є свої відмінності.

Для прикладу порівняємо характеристики модифікації від трьох виробників зі світовим ім'ям.

Нічний огляд Assist Plus від Mercedes-Benz

Одна з унікальних розробок представив німецький концерн, з конвеєра якого сходять преміальні автомобілі, що оснащуються асистентами для водіїв, в тому числі і NVA. Щоб пристрій відрізнялося від аналогів, в його назві додано слово plus. Плюс в тому, що крім сторонніх об'єктів на дорозі камера здатна розрізнити також і ями.

Пристрій працює за наступним принципом:

1. ІК-датчики вловлюють відбиті промені від будь-якої поверхні, в тому числі і від нерівної дороги, і передають інформацію на блок управління.
2. У той же час відеокамера робить зйомку ділянки попереду автомобіля. У цьому елементі встановлені светоулавлівающіе діоди, які реагують на сонячне світло. Вся ця інформація також подається на ЕБУ приладу.
3. Електроніка об'єднує всі дані, а також аналізує, в яку частину доби відбувається обробка даних.
4. На екрані консолі відображається вся необхідна для водія інформація.

Особливість розробки від Мерседес полягає в тому, що електроніка робить деякі самостійні дії. Наприклад, якщо машина рухається зі швидкістю понад 45 км / год, а на дорозі з'являється пішохід (відстань від нього до автомобіля не перевищує 80 метрів), то автомобіль самостійно робить кілька світлових сигналів, ставлячи / знімаючи дальнє світло. Правда, ця опція не спрацює, якщо на дорозі є зустрічний транспортний потік.

Dynamic Light Spot від BMW

Її одна німецька розробка, управління якою здійснюється в інтелектуальному автоматичному режимі. Прилад став безпечнішим для пішоходів. Особливість пристрою полягає в тому, що крім інфрачервоних датчиків воно оснащено сенсором серцебиття. Іншими словами, електроніка здатна розпізнати стукіт серця живої істоти, що знаходиться не далі 100 метрів від машини.

В іншому пристрій має схожі датчики, камеру і екран. Також система оснащується додатковими світлодіодами, що попереджають пішоходів про те, що автомобіль наближається (фари моргають кілька разів, але якщо немає зустрічного авто).

Ще одна унікальність пристосування в тому, що світлодіодна лінза може виконати поворот на 180 градусів. Завдяки цьому NVA здатна розпізнати навіть того, хто наближається до проїжджої частини, і заздалегідь його попередити про небезпеку.

Нічне бачення від Audi

У 2010-му році арсенал передових розробок в області Night Vision поповнило засіб від компанії Audi. Прилад оснащується тепловізором. Камеру встановили в одному з кілець емблеми (до речі, про те, чому логотип представлений чотирма кільцями, розповідається в історії автомобільної марки Audi).

Для зручності в сприйнятті на екрані живі об'єкти на дорозі підсвічуються жовтуватим відтінком. Розробка була доповнена стеженням за траєкторією пішохода. Блок управління розраховує, в який бік рухається машина, а в яку - пішохід. На підставі цих даних електроніка визначає можливий варіант зіткнення. Якщо ймовірність перетину траєкторій велика, то водій почує звукове сповіщення, а людина (або тварина) на дисплеї буде червоним.

Тестуємо вітчизняний прилад

Крім штатних пристроїв будь-якому автомобілісту, яке готове розщедритися приблизно на 250-500 доларів, є обладнання, яке можна встановити на будь-який автомобіль. Раніше ця опція була доступна тільки власникам елітних авто. Розглянемо вітчизняне пристрій «Сова», яке працює в нічному режимі не гірше дорогих моделей від провідних компаній.

У комплект входять:

• Дві фари з інфрачервоними випромінювачами. Перший розсіює промені біля передньої частини машини на відстані близько 80 м. Другий направляє промінь вдалину на дистанцію близько 250м. Їх можна встановити в відділення для противотуманок або закріпити окремо на бампері.
• Відеокамера з великою роздільною здатністю, лінза якої також сприймає відображені ик-промені.
• Монітор. Замість штатного можна використовувати практично будь-який екран, сумісний з системами відеоспостереження, який застосовується в автомобілях. Головна умова - дисплей повинен бути оснащений аналоговим відеовходом.
• Інфрачервоний фільтр. Він виглядає як невеликий екран для лінзи камери. Його мета - фільтрувати перешкоди, які створюють світлові хвилі.
• Блок управління, що обробляє отримані сигнали.

Якщо порівнювати ефективність приладу і світла від фар, то пристрій дійсно здатне полегшити задачу для водія в розпізнаванні віддалених об'єктів в темряві. Тест на розпізнавання двох об'єктів за умови, що оптика працює в режимі ближнього світла, а асистенти коштують на грунтовій дорозі:

• Відстань 50м. У світлі фар водій помічає лише силуети, але під час нешвидкого руху їх можна об'їхати. На екрані приладу чітко видно, що на дорозі стоїть дві людини.
• Дистанція в 100м. Силуети стали практично непомітними. Якщо машина рухається швидко (близько 60 км / ч.), То у водія залишається мало часу на реакцію, щоб сповільнитися або підготуватися до об'їзду. Картинка ж на екрані не змінюється. Єдине - фігури стали трохи менше.
• Відстань в 150 м. Асистентів взагалі не видно - потрібно включати дальнє світло. На моніторі приладу картинка все так же чітка: видно якість дорожнього покриття, а силуети ще зменшилися, але їх добре видно на відображеному тлі.
• Максимальна дистанція - 200м. Навіть дальнє світло фар не допомагає помітити сторонні об'єкти на дорозі. Інфрачервона камера все одно розпізнала два окремих об'єкта. Єдине, що їх розміри зменшилися.

Як видно, навіть бюджетний прилад здатний полегшити задачу для водія, особливо якщо в його автомобілі встановлені штатні лампочки. Якщо замінити їх на більш яскравий аналог, наприклад, галогенове, це може дратувати інших учасників зустрічного руху. Так як людське око не здатне розпізнати інфрачервоні промені, в приладі нічного бачення можна використовувати потужні випромінювачі. Вони не будуть відволікати водіїв зустрічних машин, зате об'єкти будуть помітні відеокамерою.

Як встановити нічне бачення автомобіля?

Багато модулі для нічного бачення нагадують відеореєстратор. Незалежно від моделі вони повинні складатися з трьох ключових елементів: екрану, блоку і камери (може працювати за принципом тепловізора або з інфрачервоними випромінювачами). Іноді всі ці елементи укладені в один корпус, що полегшує установку.

Монтаж системи виконується за наступною схемою. Установка відеокамери залежить від типу пристрою. Деякі можна встановити зовні машини. У цьому випадку важливо забезпечити чистоту лінзи. Інші модифікації призначені для монтажу в районі дзеркала заднього виду або на торпедо.

Джерело живлення - в основному акб автомобіля, але зустрічаються і варіанти з індивідуальним акумулятором. Повідомлення з монітором і модулем управління може виконуватися за допомогою проводового або бездротового з'єднання. Оптимально місце установки зовнішньої камери повинно вибиратися з такого розрахунку: висота лінзи від землі - 65см., Мінімальне положення від основної або противотуманной фари - 48 сантиметрів. Об'єктив повинен бути розташований в центрі решітки радіатора.

Якщо в пристрої використовується не ІК-камера, а тепловизионная, то її потрібно помістити наскільки можливо далі від двигуна. Так прилад не нагріватиметься, що може негативно позначитися на його ефективності. Що стосується бездротової модифікації, потрібно постаратися максимально скоротити довжину силового кабелю, щоб він не створював додаткових перешкод.

Модуль, який працює по бездротовому зв'язку, можна закріпити в будь-якій частині салону автомобіля. Головна умова - водій не повинен відволікатися від керування машиною, щоб спостерігати за ситуацією на дорозі по екрану. Зручніше за все розмістити монітор прямо перед очима водія. Завдяки цьому йому досить буде просто сфокусуватися або на лобовому склі, або на дисплеї.

Переваги і недоліки

Щодо систем допомоги водієві існує одне важливе правило: жоден сучасний асистент не скасовує необхідність самостійного контролю над транспортним засобом. Навіть сама вдосконалена модель приладів має свої обмеження.

NVA-системами практично користуватися з таких причин:

• За зображенні на екрані пристрою водієві легше орієнтуватися в межах дорожнього покриття, особливо в сутінках, коли світло фар ще не так ефективно справляється із завданням;
• Дисплей має оптимальні габарити, завдяки чому водієві не потрібно придивлятися до того, що показує прилад, і не відволікається від дороги;
• Навіть якщо автомобіліст з природних причин не помітить пішохода або вибігти на дорогу тварину, пристрій допоможе запобігти зіткненню, видавши чіткішу картинку в порівнянні з тим, що бачить сам автомобіліст;
• Завдяки надійності пристрою водій з меншими зусиллями вдивляється в дорогу і не так сильно втомлюються його очі.

Проте, навіть у найбільш просунутою системи є суттєві недоліки:

• Більшість моделей розпізнають нерухомі об'єкти або ті, які пересуваються по ходу руху транспорту. Що стосується тварин, що перебігають дорогу, багато пристроїв невчасно сповіщають водія про небезпеку. Наприклад, камера може розпізнати перешкоду на краю дороги. На підставі цього водій зробить маневр для об'їзду тварини, яка рухається в бік маневру. Так як камера через це передає картинку з затримкою, водій може зробити наїзд на об'єкт. Подібні ситуації мінімізуються в більш дорогих моделях, здатних розпізнавати швидкість пересування об'єктів і швидше передають зображення на дисплей.
• Коли йде дощ або на вулиці сильний туман, пристрій не працює, так як краплі вологи відображають промені, спотворюючи їх траєкторію.
• Навіть якщо монітор буде розташований в поле зору водія, йому потрібно буде одночасно стежити і за дорогою, і за картинкою на екрані. Це ускладнює завдання, що в деяких випадках відволікає від водіння.

Отже, пристрій нічного бачення здатне полегшити роботу водія, але все ж варто пам'ятати, що це всього лише електронний помічник, у якого можуть спостерігатися збої. Непередбачені ситуації здатний запобігти тільки водій, тому йому все одно потрібно бути гранично уважним, поки автомобіль рухається.

Ось невелике відео про те, як працює подібна система в реальних умовах:

Прилад нічного бачення в авто! Lanmodo Vast1080P

Питання та відповіді:

Як бачить прилад нічного бачення? Від предмета відбивається пучок світла (непомітний для людського ока), потрапляє в об'єктив. Лінза фокусує його на електронно-оптичному перетворювачі, він посилюється та відображається на екрані.