Умный автомобиль ночного видения

Аксессуары –
«Тестируем первую российскую автомобильную систему ночного видения»

Выйти из сумрака

Как это работает

НАЧНЕМ с того, что, хотя человеческий глаз нередко называют “самым совершенным оптическим инструментом”, видит он всего лишь тысячные доли от всего спектра оптического излучения. Вдобавок при освещении ниже 0,01 люкс (то есть в глубоких сумерках) мы способны видеть только крупные объекты, расположенные неподалеку, и не можем различать цвета.

Приборы ночного видения (ПНВ) работают в недоступном человеку инфракрасном диапазоне оптического излучения. Внешне они напоминают обычную камеру видеонаблюдения. Особый блок – электронно-оптический преобразователь – превращает эти невидимые волны в доступное глазу изображение, возникающее на экране монитора.

По принципу действия ПНВ (в том числе автомобильные) делятся на пассивные и активные. Первые еще называют тепловизорами – они распознают тепло, излучаемое предметами. Чем выше температура у объекта, тем ярче он выглядит на экране, особенно хорошо видны люди и животные. Впрочем, “картинка” у тепловизоров весьма специфичная – она напоминает черно-белый негатив.

Активные ПНВ выдают более привычное изображение. В отличие от тепловизоров они видят не собственное излучение предмета, а отраженные от него лучи инфракрасной подсветки. То есть дорога освещается ИК-фарами точно так же, как и обычными, а специальная видеокамера “видит” ее подобно глазу. Изображение на мониторе можно сравнить с черно-белой фотографией посредственного качества. Различать особо мелкие детали от систем ночного видения не требуется, главное – четко обозначить сам объект. Инфракрасные лучи невидимы, и даже включенные на полную мощность специальные фары не создают никаких помех встречным водителям.

Для подавляющего большинства автомобильных ПНВ предельной считается дальность 300 м. Увеличивать ее нет смысла – все равно на экране монитора пешеход будет отображаться в виде малоразличимой точки.

Редкая птица

ДОЛГОЕ время автомобильные системы ночного видения считались атрибутом лишь дорогих люксовых моделей. Теперь в московской фирме “Арсенал безопасности” разработан ПНВ, который можно установить практически на любой автомобиль – от “Жигулей” до “Мерседеса”. В частности, мы испытали опытный образец прибора, получившего название “Сова”, установленный на “Ладе” 8-й модели.

– Не обращайте внимания на торчащие провода и грубый крепеж, – предупредил директор фирмы и главный разработчик Игорь Литвиненко. – Система полностью работоспособна, но пока находится в стадии окончательной доводки и регулировки.

Самые важные детали ПНВ – два инфракрасных прожектора. Внешне они выглядят совершенно одинаково, но выполняют разные задачи: первый “заливает” пространство на 80 м перед автомобилем широким потоком инфракрасных лучей, а второй дает узкое направленное излучение, бьющее на 250 м.

Сами ИК-фары смотрятся весьма солидно – классической формы, в виде полушария, абсолютно черные, включая излучатель. Будь я владельцем брутального внедорожника, непременно установил бы их на “кенгурятник” – знакомые джиперы умерли бы от зависти. Инкассаторским машинам и другому спецтранспорту они бы тоже пришлись впору. Но легковым машинам эти прожекторы явно не по мерке. На тестовой “Ладе” фары крепятся к дуге на крыше а-ля джиперская “люстра”. Выглядит это, не спорю, внушительно – то ли измерительный прибор, то ли радар. Некоторые автомобили, проезжая мимо стоящей “восьмерки”, даже сбрасывали скорость. Но на свой хэтчбек гольф-класса я бы такое “украшение” не поставил.

Впрочем, по словам Литвиненко, для легковых автомобилей разрабатываются светодиодные прожекторы, которые будут встраиваться в бампер наподобие противотуманных фар.

Второй важный компонент системы – видеокамера, способная видеть инфракрасные лучи. Это модель одной из специализированных иностранных фирм. Камера относительно компактна – размером примерно со стандартный пластиковый стаканчик, но в данный момент она без корпуса, и поэтому в салоне автомобиля выглядит несколько чужеродно.

Еще один элемент – монитор. В момент испытаний использовался недорогой автомобильный телевизор марки “Videovox”. Но “Сова” может работать с большинством жидкокристаллических мониторов, которые есть на рынке, а также со штатными видеосистемами многих автомобилей. Главное условие – дисплей должен располагать аналоговым видеовходом. Этого для системы вполне достаточно. Сигнал с камеры через цифровой блок обработки изображений подается на вход монитора.

Помимо этого система ночного видения оснащена инфра красным фильтром, который устанавливается перед линзой объектива и убирает различные световые помех и, а в скором будущем дополнится еще и специальным цифровым устройством (тоже своего рода фильтром), которое сделает картинку на экране более четкой.

Как “Сова” спасла кошку

ОТЫСКАТЬ абсолютно неосвещенную улицу в Москве оказалось невозможно. Ради чистоты эксперимента мы отправились на совершенно темную грунтовку на дальней окраине столицы.

Было решено сравнить видимость при ближнем свете фар с изображением на экране “Совы”, полученным в тех же условиях. Пара человек из нашей компании взяли на себя роль “манекенов”.

Первая контрольная съемка на дистанции 50 м. А штатные фары у тестовой “восьмерки” довольно слабенькие… Это только наш фотокорреспондент, как и положено человеку его профессии, видит на таком расстоянии пешеходов в темной одежде. Я же, как ни напрягаюсь, различаю лишь смутные силуэты. Зато монитор ясно показывает две фигуры, а в придачу – все неровности дороги с ухабами и колдобинами. Просим наших помощников отойти на 100 м. Теперь они окончательно растворились в темноте. А вот “Сова” все так же отчетливо показывает и дорогу, и пешеходов. Не изменилась даже яркость изображения, только фигурки на экране стали поменьше. 150 м – как говорится, обзор нормальный. 200 м – фигурки заметно потускнели, но по-прежнему различимы. На таком расстоянии их бы не выхватил из кромешной темноты даже дальний свет фар автомобиля…

Неожиданно на экране показался маленький хвостатый силуэт. Кошка! Судя по размерам изображения, она вальяжно пересекала дорогу примерно в сотне метров от нас, но система показала ее совершенно отчетливо. Включаем дальний свет – где же она? Не видно! А вот монитор показал, как зверек проворно юркнул в кусты. Без ПНВ, если бы мы не стояли на месте, а ехали с приличной скоростью, у животного было мало шансов. Так что можно считать, что в данном случае “Сова” спасла кошку…

Одна из самых неприятных и рискованных ситуаций на ночной дороге – разъезд с автомобилем, который едет на встречу тебе. А на совершенно темной улице при этом водителю не видно ничего, за исключением двух ярких точек фар встречной машины. Дорога, ограждения, деревья и, главное, пешеходы, на несколько секунд пропадают из поля зрения. Особенно это опасно для людей, переходящих дорог у и наивно полагающих, что они хорошо видны в свете фар.

Находим большую асфальтовую площадку и выставляем два автомобиля метрах в 40 друг напротив друга, имитируя встречный разъезд. Рядом со “встречной” машиной стоят наши помощники, изображая пешеходов. Зажигаем ближний свет и… не видим ничего, кроме ярких световых пятен. Зато на экране “Совы” рядом с автомобилем четко различаются фигуры людей, да еще и железный забор за их спиной.

После завершения испытаний мы поинтересовались у авторов проекта сроками внедрения ПНВ в производство. Оказалось, об этом говорить еще рано – разработчики не способны самостоятельно наладить серийный выпуск этого устройства. Выполнить разовый заказ могут и сейчас, но цена такого единичного изделия окажется непомерно высокой, близкой к стоимости ПНВ зарубежного производства.

Системы от лидеров автопрома

Инфракрасные излучатели у “Mercedes” находятся во внутренних углах фар.

ИК-видеокамера седана из Штутгарта расположена около зеркала заднего вида.

ВПЕРВЫЕ серийно устанавливать приборы ночного видения на гражданские автомобили начали американцы – первопроходцем стал “Cadillac DeVille” выпуска 2000 года с системой “Night Vision” пассивного типа.

Современные машины оснащаются системами ночного видения обоих типов – и активными, и пассивными. Как правило, сами автопроизводители не разрабатывают ПНВ, а обращаются к признанным авторитетам в области высокотехнологичной электроники, например “Siemens VDO” или “Raytheon Systems Co.”, которые и изготавливают такие системы для ведущих автомобильных концернов.

В качестве примера можно назвать две компании – “Mercedes-Benz” и BMW, которые выпускают автомобили, оснащенные штатными ПНВ. Но подход к принципам работы этих устройств у них принципиально разный.

Мерседесовская система “Night View Assist”, которую мы испытали в тот же вечер, работает по активному принципу. Дорога освещается двумя инфракрасными прожекторами, встроенными в передние фары. ИК-видеокамера расположена в районе салонного зеркала заднего обзора. Информация выводится на ЖК-дисплей, размещенный на приборной панели, в виде черно-белой “картинки”. Поскольку прожекторы выхватывают из темноты абсолютно все объекты, а не только нагретые, изображение весьма реалистично: видны даже мелкие выбоины на асфальте.

Работает все замечательно, настораживает лишь то, что система “Night View Assist” явно считает себя умней владельца. Она позволяет себя включить, лишь когда, по ее мнению, станет достаточно темно. Следующее ограничение – инфракрасные прожекторы загораются только при движении на скорости выше 15 км/ч, этот пункт даже особо отмечен в прилагаемой инструкции. Кроме того, прибор бездействует при движении задним ходом. Видимо, у немецких разработчиков были какие-то причины для этих ограничений. Но работа отечественной “Совы” не зависит от режима движения и освещенности – она может быть задействована когда угодно, даже при выключенном зажигании – от автомобильного аккумулятора. По дальнобойности мерседесовская “Night View Assist” тоже несколько уступает российской разработке – примерно 150 м.

Пассивный прибор от компании BMW, который называется “Night Vision”, представляет собой тепловизор, видеокамера которого закреплена в нижней части переднего бампера. Дальность его работы составляет около 300 м. Система чутко улавливает разницу температур и отчетливо “рисует” живые объекты. Но с препятствиями на дороге дело обстоит хуже. Яму или камень, если они не отличаются температурой от асфальта, камера не видит. Зато система реагирует на скорость автомобиля и по мере ее возрастания увеличивает дальность обзора, а при повороте машины смещает “картинку” на экране в сторону движения.

Сказать, какая система лучше, – сложно. Соревнование активных и пассивных ПНВ рассудит время. Тепловизоры отчетливее “видят” пешеходов, а активные системы – неживые объекты. Специалисты считают, что оптимальным решением будет комбинирование обоих принципов работы. По всей видимости, такие приборы появятся на рынке в скором будущем.

Источник статьи: http://www.motorpage.ru/dopoborudovanie/accessories/Testiruem_pervuyu_rossijskuyu_avtomobilnuyu_sistemu_nochnogo_videniya.html

Система ночного видения в современных автомобилях

Развитие технологий ночного видения в автопромышленности.

В настоящее время технология ночного видения доступна только на небольшом количестве премиум автомобилей. Компания Autoliv, которая занимается разработками современных технологий безопасности автомобилей (в том числе и занимается производством автомобильных приборов ночного видения) считает, что в ближайшие годы развитие автомобильных систем ночного видения будет только возрастать. Хотя говорить о массовости применения подобной технологии говорить пока рано. Так, к примеру, в прошлом году во всем мире было продано только 80,000 автомобилей, которые были оснащены технологией ночного видения.

Однако по прогнозу специалистов компании Autoliv, к 2020 году число проданных автомобилей, оснащенные приборами ночного видения возрастёт до 300,000 автомобилей. На самом деле, это число может быть и выше. Все зависит от развития автономных автомобильных технологий, которые в настоящий момент развивают многие автомобильные марки. Если к 2020 году на рынок выдут новые автомобили, оснащенные автономными технологиями автоматического управления без участия водителя, то спрос на систему ночного видения вырастет в несколько раз.

В наши дни системы ночного видения устанавливаются только на премиальные и роскошные автомобили: Mercedes-Benz, Maybach, Audi и BMW. Эти автомобильные марки устанавливают систему ночного видения в большинстве случаев в качестве дополнительной опции. К примеру, Мерседес-Бенц устанавливает эту функцию на автомобили S-класса и SL Roadster. БМВ оснащает этой системой автомобили BMW 5-Series, 6-Series 7-Series, X5 и X6. Ауди устанавливает систему ночного видения на Audi A6, A7, A8 и Q7.

В настоящий момент система ночного видения, которая производится компанией Autoliv, находится в третьем поколении. По словам представителя компании, также уже разработана четвертое поколение системы ночного видения для современных автомобилей, но она не будет поставляться автомобильным компаниям, как минимум еще три года. Главное преимущество четвёртого поколения системы, это низкая себестоимость, которая снизилась на 50 процентов по сравнению с третьим поколением приборов.

Это позволит в будущем расширить рынок сбыта приборов ночного видения, за счет спроса на систему со стороны автомобильных марок, которые выпускают не дорогие автомобили.

Средняя стоимость автомобильных приборов ночного видения на сегодняшний день составляет от 2,500 до 4,000 долларов в зависимости от модели.

Справка 1ГАИ. РУ : Технология ночного видения использует инфракрасные датчики, которые установлены на кузов машины. Благодаря датчикам и электроники, которая расшифровывает получаемые данные, система ночного видения способна видеть животных и людей в полной темноте на расстоянии до 46 метров. Это примерно в три раза дальше, чем дальность фар дальнего света.

Кроме того, датчики имеют разную настройку, позволяющие видеть объекты в тумане, в пыли и в дыму. Правда стоит отметить, что при нулевой видимости на улице из-за тумана, дыма или пыли, система ночного видения не может улучшить обзорность.

Система ночного видения в автопромышленности может внести существенный вклад в снижение числа столкновений со смертельными исходами пешеходов, которые часто попадают под колеса в ночное время из-за плохой видимости на дороге.

Источник статьи: http://1gai.ru/autonews/514647-sistema-nochnogo-videniya-v-sovremennyh-avtomobilyah.html

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.

Система ночного видения автомобиля

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:

• избежать столкновения с неосвещенными препятствиями;
• заметить других участников движения, представляющих потенциальную опасность, еще до тех пор, как они попадут в свет фар;
• более уверенно контролировать траекторию движения, отчетливо наблюдая границы обочины и линию дорожной разметки, разделяющую между собой полосы встречного движения.

Пример работы системы ночного видения

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:

• датчики, считывающие инфракрасные и тепловые сигналы (обычно устанавливаются в фары головного света);
• видеокамера за ветровым стеклом, снимающая дорожную обстановку;
• электронный блок управления, обрабатывающий поступающую информацию;
• дисплей на панели приборов, объединяющий изображения, полученные с датчиков и видеокамеры.

Таким образом, все сведения, полученные датчиками, преобразуются в изображение объекта и проецируются на монитор поверх кадров видеокамеры.

Расположение датчиков и камеры в автомобилях Mercedes-Benz

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:

• высокоточные инфракрасные датчики фиксируют малейшие препятствия, возникающие на дороге;
• видеокамера определяет, в какое время суток происходит поездка на автомобиле, а также воспроизводит все детали дорожной обстановки;
• электронный блок управления анализирует поступающую информацию и выводит ее на экран монитора.

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:

• высокое качество отображения, позволяющее отчетливо увидеть границы дороги и препятствия на пути;
• компактный экран, передающий картинку, не занимает много места, но в то же время не заставляет водителя всматриваться в изображение;
• водитель чувствует себя гораздо увереннее и комфортнее во время движения в темное время суток;
• глаза автомобилиста меньше устают, поэтому концентрация на дороге сохраняется лучше.

Среди минусов системы NVA водители отмечают:

• система четко фиксирует неподвижные объекты, но, например, животное, перебегающее дорогу, может быть плохо отличимым из-за высокой скорости его перемещения;
• в сложных метеорологических условиях (например, при тумане или дожде) применение Night Vision невозможно;
• контролируя дорогу по изображениям, воспроизводимым на мониторе, автомобилисту придется смотреть на экран, а не на саму дорогу, что не всегда бывает удобно.

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.

Источник статьи: http://techautoport.ru/sistemy-bezopasnosti/aktivnaya/sistema-nochnogo-videniya.html