Что такое система ночного видения в автомобиле
Как работает система ночного видения автомобиля
Новые технологии все чаще внедряют в автомобили, одной из них является NVA или по-другому система ночного видения автомобиля. Рассмотрим принцип работы, применение и назначение системы. Новые технологии все чаще внедряют в автомобили, одной из них является NVA или по-другому система ночного видения автомобиля. Рассмотрим принцип работы, применение и назначение системы.
Не единожды у водителя возникали проблемы во время езды в тёмное время суток. Теперь же их поможет устранить система ночного видения. Ещё до того как добралась до автомобильной индустрии, её применяли в военной. Только сравнительно недавно её начали внедрять в автомобили.
Раскрытие представления о системе ночного видения
Система NVA машины, как правило, помогает водителю справиться с условиями движения в вечернее и ночное время суток. Эта система предназначена для распознавания различных объектов и пешеходов на неосвещенных местах трассы, её последующую траекторию и, конечно же, помогает увидеть разные препятствия, которые могут помешать нормальному передвижению автомобиля по дороге.
Также здесь стоить заметить ещё об одном плюсе этой системы ночного видения, — она помогает зрению водителя автомобиля не так сильно напрягаться, как это бывает при обычных условиях, и к тому же увеличивает безопасность автолюбителя во время передвижения машины. При покупке автомобиля для обеспечения ещё более лучшей безопасности во время езды, необходимо обращать внимание в основном на машины премиум — класса, поскольку именно они обладают встроенной системой ночного видения, которая устанавливается как опция непосредственно производителями.
Как и любой тепловизор или любое другое похожее устройство, принцип функционирования системы основывается на запечатлении теплового (инфракрасного) излучения движимых и недвижимых предметов или людей с помощью специальной камеры. После восприятия таких объектов, они воспроизводится на дисплее подобно серому изображению с образом такого же цвета в масштабированном размере, который можно увидеть отчётливо.
Виды систем ночного видения автомобиля
Системы NVA можно поделить на два вида пассивные и активные. Пассивные системы ночного видения не обладают индивидуальным источником теплового излучения. Инфракрасная камера «ловит» инфракрасные излучения вышеуказанных объектов на расстоянии примерно до 300 метров. Обычно такое приспособление характеризуется высоким уровнем контрастности, но и одновременно низким разрешением общей картинки. Выделяют такие пассивные системы NVA от авто производителей как BMW, Audi, Intelligent Night Vision System от Honda и General Motors.
А вот что модно сказать по поводу активных систем ночного видения автомобиля, то в них задействована работа дополнительного источника инфракрасного излучения, который, как правило, фиксируется на машине. Такие активные системы ночного видения автомобиля обладают достаточно высоким разрешением изображения, а также срабатывают на расстоянии до 150-250 метров.
К активным системам ночного видения автомобиля относят Night View Assist от Mercedes-Benz и Toyota.
Система Night View Assist Plus от Mercedes-Benz
Последняя новинка Night View Assist Plus из подобных систем автомобиля от разработчиков Mercedes-Benz является ещё более усовершенствованной как с функциональной, так и с технической стороны. Кроме всех выше обозначенных обычных функций оповещения водителя, эта система ночного видения способна предупреждать пешеходов о возможной опасности.
Такая система от Mercedes включает в себя электронный блок управления, тепловые активные камеры в передней оптике, видеокамеру возле центрального зеркала заднего вида и информационный дисплей в салоне автомобиля.Эти тепловые видеокамеры данной системы ночного видения непосредственно помогают выводить информацию о дорожной обстановке на дисплей. Камера позволяет определять передвижение автомобиля в то или другое время суток, наличие встречных или же впереди едущих других автомобилей. Как только информация об окружающей обстановке фиксируется, то она передаётся в специальный электронный блок управления, в котором она обрабатывается и потом уже демонстрируется на информационном дисплее.
Информационный дисплей представляет собой жидкокристаллический дисплей, который располагается на щитке приборов (S-класс) или представляет собой экран навигационной системы (Е-класс). Хотя до этого нужная информация системы ночного видения выводилась именно на лобовое стекло.
Ещё одним достаточно интересным явлением в этой системе ночного видение бывает то, что пешеход заблаговременно предупреждается о грядущей опасности. В таких ситуациях в его сторону начинают подаваться короткие световые сигналы или фары автомобиля просто беспрерывно светятся на протяжении пяти секунд. Также здесь хорошо продумано то, что когда едет встречная машина, то система ночного видения не срабатывает. Это лишний раз «спасает» от ослепления водителей в тёмное время суток.
Система ночного видения Mercedes срабатывает, когда автомобиль движется со скоростью, начиная от 45 км/час, учитывая локацию пешехода не более чем на расстоянии в 80 м от движущейся машины.
Система ночного видения Dynamic Light Spot от BMW
Конечно же, разработчики системы от Mercedes-Benz молодцы, но компания всё же BMW «переплюнула» их. Это можно объяснить тем, что ею был создана интеллектуальная система ночного видения автомобиля, которая определяет пешехода в потенциально-небезопасной зоне приближенной к трассе.
Ночное видение Dynamic Light Spot способна освещать автоматически пешехода, который находится в потенциально неблагоприятной локации от автомобиля. Именно поэтому поворотные диодные фары фиксируются в местах, отведённых для противотуманных фар.
Поворотные диодные фары хороши тем, что у них есть возможность освещать объекты за пределами дороги.
Также стоит указать, что система Dynamic Light Spot дополняет систему ночного видения Night Vision от BMW.
Видео пример работы системы NVA на Mercedes-Benz:
Описание и принцип работы системы ночного видения автомобиля
Управление автомобилем в темное время суток требует от водителя гораздо большей концентрации и повышенного внимания. Ночная дорога иногда может быть совершенно непредсказуемой, поэтому не удивительно, что дальние поездки в условиях плохой видимости изматывают автовладельцев гораздо сильнее. Для того чтобы облегчить поездку после наступления темноты, инженерами была разработана специальная система ночного видения, которая устанавливается преимущественно в автомобили премиум-сегмента.
Что такое система ночного видения NVA
Условия вождения в дневное и ночное время суток значительно отличаются. Чтобы исключить возникновение опасных ситуаций в темноте, водителю приходится постоянно напрягать зрение и внимательнее всматриваться в даль. Учитывая, что на территории Российской Федерации большинство трасс остаются неосвещенными, дальние поездки в условиях плохой видимости могут стать настоящим стрессом, особенно для начинающих водителей.
Для того чтобы облегчить жизнь автомобилистов и обезопасить других участников движения в темное время суток, была разработана система ночного видения для автомобилей NVA (Night Vision Assist). Изначально данная технология применялась в военных целях, однако, сравнительно недавно перешла и в повседневную жизнь, в том числе и в автомобильную промышленность. Разработка помогает издалека увидеть пешеходов, животных или иные объекты, которые могут внезапно появиться на трассе.
Благодаря системе ночного видения водитель сможет вовремя среагировать на внезапное появление препятствия и остановить транспортное средство, исключая возможность столкновения.
Таким образом, NVA помогает автомобилисту:
Впервые Night Vision пассивного типа была установлена на американский автомобиль Cadillac DeVille в 2000 году.
Элементы конструкции
Система ночного видения состоит из четырех основных компонентов, взаимодействие которых обеспечивает безопасность на дороге:
Таким образом, все сведения, полученные датчиками, преобразуются в изображение объекта и проецируются на монитор поверх кадров видеокамеры.
В качестве альтернативы привычному монитору также может использоваться проекция изображения на небольшой участок лобового стекла. Стоимость подобного оборудования уже значительно выше. Однако меняющиеся кадры на стекле перед водителем могут отвлекать его от управления транспортным средством, поэтому такой вариант применяется довольно редко.
Принцип работы системы
На сегодняшний день существует два основных вида систем ночного видения:
Системы активного типа используют в своей работе дополнительные источники инфракрасного цвета, которые отдельно устанавливаются на транспортное средство. Обычно активные системы могут считывать информацию на расстоянии до 250 метров от объекта. При этом на экран выводится четкое изображение высокого качества.
Пассивные системы работают подобно тепловизору, не используя инфракрасные спектры. Воспринимая тепловое излучение, исходящее от объектов, датчики воспроизводят картину происходящего на дороге. Поэтому изображения в таком случае получаются более контрастными, но менее четкими, отображаются в серых тонах. Зато дальность работы системы увеличивается примерно до 300 метров, а иногда и больше.
Системы активного типа применяются, например, такими крупными автопроизводителями, как Мерседес и Тойота. Пассивные NVA устанавливают концерны Ауди, БМВ и Хонда.
Несмотря на то, что пассивные системы обладают большей дальностью, специалисты в большинстве случаев отдают предпочтение активным приборам NVA.
Системы ночного видения, разработанные крупными концернами
Каждый автопроизводитель всегда старается привносить что-то новое в созданные ранее функции и системы. Поэтому некоторые крупные автомобильные концерны разработали свои разновидности приборов ночного видения. Приведем самые известные примеры.
Night View Assist Plus от Mercedes-Benz
Ярким образцом активной системы NVA является разработка концерна Мерседес – Night View Assist Plus. Ее уникальная особенность заключается в том, что система сможет проинформировать водителя даже о небольших ямах и неровностях дорожного полотна, а также предупредить пешеходов о возможной опасности.
Работа Night View Assist Plus происходит следующим образом:
Если Night View Assist Plus зафиксирует на дороге пешехода, то автомобиль автоматически предупредит его о возможной опасности, подав несколько коротких световых сигналов фарами. Однако такое предупреждение сработает лишь в том случае, если на трассе отсутствует встречный поток машин, водителей которых свет фар может ослепить.
Наиболее результативно система от Мерседес работает в условиях, когда скорость автомобиля превышает 45 км/ч, а расстояние от транспортного средства до препятствия или пешехода составляет не более 80 метров.
Dynamic Light Spot от BMW
Еще одной значимой разработкой является система Dynamic Light Spot, созданная инженерами немецкой компании БМВ. В основе используется интеллектуальный прибор ночного видения, который стал еще более совершенным в отношении безопасности пешеходов. Фиксировать опасную близость людей к дороге позволяет уникальный датчик сердцебиения, который может обнаружить человека или другое живое существо на расстоянии до 100 метров.
Вместе с остальными элементами системы, в оптику автомобиля монтируются дополнительные светодиоды, которые своевременно привлекут внимание пешеходов и предупредят их о приближении машины.
Диодные фары способны поворачиваться на 180 градусов, что предоставляет возможность привлечь внимание даже тех людей, которые еще только приближаются к проезжей части.
Night Vision от Audi
В 2010 году свою новинку представил концерн Ауди. Тепловизионная камера А8, удобно разместившаяся на машине возле эмблемы автопроизводителя, способна «видеть» на расстоянии до 300 метров. Людей система выделяет желтым цветом, чтобы гарантированно привлечь внимание водителя. Также бортовой компьютер Audi способен вычислить возможную траекторию движения пешехода. Если автоматика определит, что пути автомобиля и человека пересекутся, пешеход будет отмечен на дисплее красным цветом. Дополнительно система воспроизведет звуковой сигнал, который предупредит об опасности.
Можно ли купить внештатное оборудование
Система ночного видения присутствует в комплектации автомобиля довольно редко. В основном NVA в качестве заводской функции можно увидеть в дорогих иномарках премиум-сегмента. При этом у автомобилистов возникает законный вопрос: можно ли установить Night Vision в свой автомобиль самостоятельно? Такой вариант действительно возможен. На рынке представлен большой выбор доступных систем как от российских, так и от зарубежных производителей.
Правда, сразу стоит отметить, что покупка обойдется недешево: в среднем цена оборудования на рынке колеблется от 50 до 100 тысяч рублей. Дополнительные расходы будут связаны с монтажом и настройкой оборудования, так как самостоятельно установить все приборы будет не так просто.
Преимущества и недостатки
Какой бы совершенной ни казалась разработка, облегчающая передвижение на автомобиле в ночное время, она имеет как свои преимущества, так и недостатки. К очевидным плюсам NVA можно отнести:
Среди минусов системы NVA водители отмечают:
Прибор ночного видения может существенно облегчить управление автомобилем в темное время суток. Наиболее совершенные системы позаботятся не только о безопасности водителя, но и предупредят пешеходов о приближающемся автомобиле. Однако каждому автомобилисту важно помнить, что полностью полагаться на приборы нельзя: водитель всегда должен быть сконцентрирован на дороге, чтобы в случае непредвиденной ситуации вовремя принять нужные меры и избежать дорожно-транспортного происшествия.
Что такое ночное видение автомобиля система CNV?
Главная страница » Что такое ночное видение автомобиля система CNV?
Автомобильное ночное видение (CNV — Car Night Vision) – очередная технология оснащения транспортных средств, направленная на обнаружение и предупреждение водителя о препятствиях. Рассмотрим подробнее ночное видение автомобиля – технологию обнаружения препятствий в ночное время, и как работает эта система вне досягаемости автомобильных фар. Сразу отметим: новейшими разработками используются алгоритмы, определяющие, является ли источник инфракрасного излучения живым организмом на проезжей части. Затем устройством активируется элемент фары или другой, чтобы таким способом предупредить водителя и объект на дороге.
Развитие автомобильных систем ночного видения
Системы ночного видения, предназначенные для установки в легковом автомобиле, традиционно использовались только в машинах высшего класса. Однако теперь ситуация меняется в пользу владельцев обычных машин
Две конфигурации автомобильного ночного видения
За весь период разработки устройств подобного рода были созданы два типа конфигураций:
Работа каждой из конфигураций отличается своими особенностями, что естественным образом отражается на эффективности и прочих свойствах технологии ночного видео для автомобилей.
Системой ночного видения обычно используется инфракрасный датчик, смонтированный в области решетки автомобильного радиатора. Датчиком идентифицируются объекты на дороге, излучающие тепло. Собственно, датчиком, в данном случае, выступает видеокамера, фиксирующая инфракрасный спектр чуть выше диапазона видимого света.
Сигнал от датчика обрабатывается электроникой и выводится как изображение на дисплей, установленный в области приборной панели перед водителем автомобиля. Алгоритмы обнаружения и обработки инфракрасных сигналов постоянно совершенствуются. Однако в целом структура применима к любой конфигурации системы.
Как работает пассивное ночное видение?
Пассивные системы распространены больше активных систем ночного видения. Устройством пассивного типа определяется тепло, без необходимости дополнительного облучения. Излучающие тепло объекты (люди, животные) отображаются на ЖК-дисплее автомобиля более яркими засвеченными изображениями. Холодные объекты, соответственно, выглядят затемнёнными.
Такой вид объектов, зафиксированных тепловизионной камерой, отмечается на дисплее системы ночного видения легкового автомобиля. В зависимости от типа конфигурации (пассивная, активная) монохромное изображение несколько меняется
Между выражено тёмными и яркими светлыми объектами также выделяются объекты серых тонов, которыми обычно выступают дорожное полотно, камни на обочине. Нагретые солнцем в течение дня, такие объекты тоже излучают тепло в часы вечернего времени. В целом изображение дисплея напоминает фотографический негатив.
Пассивное автомобильное ночное видение позволяет определить объект на расстоянии до 300 метров (технический параметр). При скорости движения транспорта 100 км/час на проселочной дороге, такое расстояние преодолевается теоретически за 10-15 секунд. То есть, у водителя есть время для принятия решения.
Пассивные системы показывают эффективную работу в условиях дождя и тумана. Большинство современных автомобилей работают с пассивными датчиками, в том числе многие модели «Audi» и «BMW». С другой стороны, пассивные системы работают менее эффективно в условиях высоких температур окружающей среды. Если выражаться картинно – датчики пассивного типа чувствуют белых медведей на фоне снега лучше, чем верблюдов на фоне песка в пустыне.
Например, для «BMW» верхний предел эффективности составляет 35ºC. Датчики установлены в нижней области решетки, а иногда непосредственно под бампером. Поэтому на светофоре, где скапливается масса автомобилей плотно один за другим, на экране ничего не видно, кроме выхлопной трубы стоящего впереди автомобиля.
Как работает активное ночное видение?
Активные автомобильные системы ночного видения используют инфракрасный облучатель, иногда часть кластера фар, для облучения полотна дороги в диапазоне инфракрасного спектра. Изображение получается более высокого разрешения, чем в случае пассивной конфигурации. Элементы дороги и здания проявляются существенно лучше. По качеству такое изображение сопоставимо с кадрами чёрно-белого телевизора.
Пример работы устройства с активной конфигурацией демонстрирует более высокое качество изображения на дисплее, но вместе с тем такие системы показывают меньший уровень чувствительности на расстоянии по сравнению с пассивными устройствами
При активном ночном видении можно установить камеру выше и непосредственно в салоне автомобиля, например, в зеркале заднего вида, для лучшего обзора. Как и в случае с обычными фарами, диапазон подсветки активных систем ночного видения уменьшается в условиях:
соответственно, эффективность действия на расстоянии также снижается. Достаточно хорошее изображение активной системы теоретически может позволить управлять машиной непосредственно через дисплей ночного видения. Однако практически такое управление невозможно. Исключение составляют отдельные случаи, когда в течение непродолжительного времени функция облучателя чётко показывает осевую линию тротуара и края дорожной разметки.
Существенным недостатком активной конфигурации является дальность обнаружения объекта, оцениваемая расстоянием не больше 150-200 метров. Поэтому некоторые производители автомобилей нередко используют метод сочетания систем ночного видения, объединяя пассивное и активное зондирование. Одним из примеров является устройство «Mercedes-Benz», где приемлемая дальность обнаружения и хорошее монохромное изображение.
Как установить ночное видение автомобиля?
Рассмотрим технику инсталляции ночной видеосистемы на автомобиль, опираясь на общепринятую концепцию, с учётом разработанных систем после 2016 года (то есть самых новых на данный момент).
Монтаж инфракрасной камеры
Последние разработки тепловизионных камер, как правило, поддерживают беспроводное соединение для связи с модулем обработки сигнала и дисплеем водителя. Источником питания устройства является аккумулятор автомобиля. Форма камеры разрабатывается обычно в соответствии с конструкцией дисплея и других деталей.
Классическое место установки тепловизионной камеры – впереди радиатора автомобиля. Также камерам предъявляются определённые требования по углам относительно горизонта
Кроме того, монтажные размеры устройства и конструкции монтажных частей выполняются с учётом простотой установки и адаптации под различные виды транспортных средств. Конструкция современной тепловизионной камеры надежна, сделана под скрытую установку.
Монтаж тепловизионной камеры традиционно осуществляется впереди автомобиля. Инсталляция может отличаться, в зависимости от модели транспортного средства. Однако, как правило, автомобильная решетка радиатора аккуратно вырезается по центру, после чего устройство монтируется за уровнем радиаторной решётки.
Благодаря малым габаритам устройства, зазор между радиаторной решёткой и внешней границей линзы минимален. После монтажа обрезанный кусок решётки радиатора устанавливается на место и крепится любым удобным способом. Важным моментом монтажа является обеспечение беспрепятственного обзора для объектива камеры, без ограничений обзора частями радиаторной решётки.
Установка тепловизионной камеры производится с помощью специальных винтов, входящих в комплект поставки. Владельцу машины или механику рекомендуется для ознакомления инструкция по установке. Строго под прямой угол камера устанавливается за счёт специальных деталей-регуляторов.
Установочные размеры и другие детали
Рекомендуемые размеры для установки по вертикали — оптимально 650 мм от точки касания передних шин с землёй до центра объектива камеры. По горизонтали – строго по центру между головными фарами (или противотуманными фарами) с максимальным расстоянием 790 мм и минимальным расстоянием 480 мм, соответственно.
Точно рассчитанная область инсталляции камеры тепловизора играет существенную роль в работе всего устройства в целом. Поэтому этому моменту монтажа придают особое значение
Установка камеры в максимальном диапазоне является более адекватной, поскольку снижает риск повреждения камнями и другими факторами дорожного состояния. К тому же, камеру тепловизора желательно располагать как можно дальше от двигателя, чтобы предотвратить чрезмерный нагрев.
Установленную тепловизионную камеру необходимо точно выровнять по уровню горизонта. Допускается отклонение угла выравнивания устройства по горизонту с расчётом +/- 2°. Также возможно установить тепловизионную камеру в других местах передней области автомобиля, но максимальный уровень эффективности, как отмечается практикой, достигается при установке устройства именно в центральной части.
Для проверки условий работы тепловизионной камеры после монтажа, кабель питания необходимо соединить с аккумуляторной батареей автомобиля. Беспроводная система устройства запускается автоматически и самостоятельно распознаёт дисплей. Свечение индикатора питания демонстрирует сигнал успешного подключения системы.
Особенности тепловизионных камер
Тепловизионные камеры не поддерживают обычные стеклянные линзы, поскольку стекло отражает тепловое излучение, не пропускает инфракрасные лучи сквозь линзу. Обычно применяются следующие материалы для изготовления тепловизионных линз:
Следовательно, все эти материалы удачно подходят для LWIR (длинноволновой камеры тепловизора), имеющей спектральную полосу 8-14 микрон. Кроме того, система обычно дополняется неохлаждаемым микроболометром с полем зрения 24°x18°.
Монтаж дисплея и блока адаптера системы ночного видения
Для современного модуля мобильного типа ограничений по монтажу практически не существует, учитывая наличие беспроводного интерфейса связи. Владелец современного комплекса ночного видения автомобиля, по сути, волен установить монитор где угодно. Главный момент – обеспечить хорошую видимость и удобство управления.
Так примерно выглядит концепция современного беспроводного дисплея автомобильной системы ночного видения. Более удобный вариант для водителя, по сравнению с устаревшими встроенными дисплеями
Как правило, модули беспроводных дисплеев оснащаются кронштейнами-присосками (по типу камер заднего вида). Благодаря такой детали, очень просто и удобно закрепить модуль практически в любом месте. Старые версии систем, как правило, предполагали жёсткий встраиваемый монтаж монитора непосредственно в панель перед водителем и применение проводного питания.
Модуль адаптер размещается также в любой удобной зоне автомобиля, но желательно предусмотреть такое месторасположения, чтобы кабель питания укоротить до минимально возможной длины. Этим действием предотвращается возможное появление наводок по цепям питания (например, от генератора), способным провоцировать нарушение работы беспроводной системы.