Как работает система ночного видения автомобиля

Автомобильная система ночного видения

Система ночного видения предназначена для предоставления водителю информации об условиях движения в темное время суток. Система позволяет распознавать всевозможные препятствия, участников дорожного движения, пешеходов на неосвещенной дороге, а также дальнейшую траекторию трассы.

Система помогает снять нагрузку с водителя в условиях плохой видимости и тем самым обеспечивает повышение безопасности движения. В настоящее время система ночного видения устанавливается в качестве опции на легковые автомобили премиум-класса.

Принцип действия системы основан на фиксации инфракрасного (теплового) излучения объектов специальной камерой и его проецировании на дисплей в виде серого масштабного образа.

Различают два типа систем ночного видения: активные и пассивные. Активные системы используют дополнительный источник инфракрасного света, устанавливаемый на автомобиль. Они характеризуются высоким разрешением изображения и дальностью работы порядка 150-250 м.

Известными активными системами ночного видения являются:

Night View Assist от Mercedes-Benz;
Night View от Toyota.

Пассивные системы ночного видения не имеют собственного источника инфракрасного излучения. Тепловая камера (тепловизор) фиксирует инфракрасное излучение объектов на расстоянии до 300 м. Они имеют высокий уровень контрастности и низкое разрешение изображения.

Пассивные системы ночного видения:

Night Vision Assistant от Audi;
Night Vision от BMW;
Night Vision от General Motors;
Intelligent Night Vision System от Honda.

Наиболее технически и функционально совершенной системой ночного видения является последняя разработка Mercedes-Benz – система Night View Assist Plus. Помимо стандартных функций информирования водителя, система предупреждает пешеходов о потенциальной опасности.

Конструктивно система Night View Assist Plus объединяет инфракрасные активные камеры в фарах головного света, видеокамеру за лобовым стеклом, электронный блок управления и информационный дисплей в кабине.

Инфракрасные камеры фиксируют дорожную обстановку. Видеокамера определяет, в какое время суток движется машина, а также наличие других машин впереди или на встречной полосе. Информация от камер поступает в электронный блок управления, обрабатывается и выводится на информационный дисплей.

В качестве информационного дисплея используется жидкокристаллический дисплей на щитке приборов (S-класс) или экран навигационной системы (Е-класс). В ранних системах ночного видения информация выводилась на лобовое стекло.

Предупреждение пешеходов об опасности производится путем подачи коротких световых сигналов в сторону пешехода или их освещения в течение пяти секунд фарой автомобиля. При наличии автомобилей впереди или на встречной полосе, система не срабатывает, чтобы не ослеплять других участников движения.

Алгоритм программы реализуется при скорости движения более 45 км/ч и расположении пешеходов на расстоянии не более 80 м.

Еще дальше в данном направлении пошла компания BMW, представив интеллектуальную систему ночного видения для обнаружения пешеходов в опасной близости от проезжей части. Система Dynamic Light Spot с помощью датчиков сердцебиения определяет наличие живых существ на расстоянии до 100 м от машины.

Помимо информации, выводящейся на информационный дисплей, система автоматически освещает пешехода. Для этого в места для противотуманных фар установлены поворотные диодные фары, способные освещать объекты, находящиеся вне проезжей части.

На автомобилях BMW система Dynamic Light Spot устанавливается в дополнение к системе ночного видения Night Vision.

Система ночного видения для машины

Для чего нужна

Зрение человека работает как идеальный оптический инструмент. Но мы способны различать лишь малую часть всего спектра. Если вдобавок дорога, по которой едет автолюбитель, будет без освещения, то ему под силу различить лишь достаточно крупные силуэты вблизи, а распознать цвета в этом случае в принципе невозможно.

Система ночного видения организована так, что видит за нас в недоступном человеческому глазу диапазоне инфракрасного излучения. Такой прибор (сокращенно ПНВ) похож на камеру для видеонаблюдения. В машинке установлен специальный блок. Он называется электронно-оптический преобразователь. Благодаря ему волны инфракрасного диапазона становятся видимыми для автолюбителя в машине. Системы ночного видения различаются принципом действия. Они бывают:

Пассивный ПНВ по-другому называют тепловизоры. Принцип их работы – распознавание тепла, которое излучают объекты. Но тепловизор выдает картинку довольно своеобразно – в виде ч/б негатива. У активной системы ночного видения изображение напоминает обычное, привычное нам. Видит данный прибор не излучение, идущее от объекта, а те инфракрасные лучи, которые отражаются от него. Путь освещен здесь инфракрасными фарами по типу обычных фар. Камера прибора может просматривать дорогу как человеческий глаз.

Картинка, которую видим на мониторе, сравнима с ч/б фото среднего качества. ИК-лучи невидимы, следовательно, если включить их на максимальную мощность, проблем встречным авто не создадите. Система имеет предел дальности 300 метров. Вполне достаточно для водителя и увеличивать расстояние бессмысленно. Ведь на мониторе пешеход будет напоминать небольшую точку – не более.

Читать еще: Самые надежные автомобили в России

Как работает

Данная система основывается на показаниях миниатюрной автомобильной камеры, которая устанавливается на переднем бампере машины или перед зеркалом дальнего вида со стороны салона. Главное условие ее установки — избежать загрязнения, т.к. при этом уменьшается дальнобойность. Инфракрасная камера обладает большой чувствительностью, что позволяет ей распознавать предметы на дальних расстояниях.

Дальнобойность камеры до обнаружения автомобиля составляет около трехсот метров, а чтобы распознать человека — около 100 метров. Согласитесь, это намного лучше, чем дальность освещения лучших автомобильных ламп.

Тестируем отечественный прибор

Раньше такие «навороты» делались для дорогих иномарок. Теперь наша промышленность способна выпускать ПНВ, который подходит для любого авто. Для примера прибор «Сова». Что входит в систему? В первую очередь 2 ИК-прожектора. Выглядят они похоже, но функции разные. Первый прожектор освещает пространство впереди авто в радиусе 80 метров широкой полосой ИК-лучей. Второй же дает узкий луч с дальностью 250 метров.

Следующие модели ПНВ (может они уже в продаже) будут иметь светодиодные фары. Устанавливать их можно будет прямо в бампер, как противотуманные прожекторы. Но моя задача – испробовать данный прибор ночного видения.

Другой важной деталью системы ночного видения является видеокамера, которая видит ИК-лучи. Размеры ее компактные. Не менее важен и монитор. Когда я испытывал прибор первый раз, то тогда применил телевизор Videovox. Но если бы я захотел поставить монитор ЖК, то данная модель ПНВ работала бы и с ним. Равно как и с обычными видеосистемами большинства машин. Если будете ставить нечто подобное, запомните основное условие совмещения. У дисплея должен быть в наличии аналоговый видеовход.

Кроме всего перечисленного ПНВ оборудован ИК-фильтром. Монтируется этот фильтр перед линзой объектива. Его задача – убирать световые помехи. Следующие модели будут иметь также цифровое оборудование, благодаря которому видеть на мониторе изображения можно будет намного четче.

Теперь проверим систему на практике, какая будет видимость у ближнего света и на мониторе прибора. Для этого была выбрана темная грунтовая дорога. Ещё мне понадобились помощники, которые выходили на дорогу в условленное время. Итак, сначала оборудование проверялось на дистанции 50 метров. На такой дистанции я вижу с помощью прожекторов – лишь неясные силуэты. Но на экране прибора четко видно 2 фигуры плюс все ямы. Теперь я попросил людей отойти на расстояние 100 метров. Для фар они не видны вовсе. Но ПНВ показывает картинку столь же ярко, как и до этого. Только размер силуэтов уменьшился. Попробовали дистанцию 150 метров – такой же результат.

Сравнение систем ночного видения в автомобилях BMW, Mercedes и Audi

Помогает ли система ночного видения в автомобиле водителю в ночное время и почему олени носят дорожные конусы в качестве обуви

Один парень утверждает, что каждое утро, пока не рассвело, ездит на работу в своем BMW 7 серии, ни разу не взглянув через лобовое стекло.

BMW 7 серии нашего знакомого оснащен системой ночного видения, которая выводит на экран изображение дороги, лежащей впереди, улавливая инфракрасное излучение, к которому слеп человеческий глаз. Черно-белое изображение отображается на экране навигатора BMW. Предметы, которые излучаю тепло (выхлопные газы автомобилей, люди, животные) отображаются на экране в своеобразном свечении, в ореоле, как на картинах эпохи Возрождения. Холодные предметы (небо, зимняя дорога) отображаются на экране темными тонами. Такой вид системы ночного видения называется пассивным.

В отличие от Audi и Mercedes, в BMW система ночного видения работает даже днем, что любопытно, но совершенно бесполезно.

Решили провести эксперимент, который ответил бы на вопросы:

На сколько ночники в автомобиле снижают процент вероятности, что водитель не заметит внезапное препятствие у себя на пути и не попадет в аварию?
Какая из систем удобней?

Для тестов понадобиться большой рулон оберточной бумаги и радиоуправляемая индейка – камикадзе.

Условия тестовых состязаний

Лобовые стекла каждого испытуемого автомобиля укатаны плотной коричневой упаковочной бумагой, чтобы во время теста водитель руководствовался только изображением системы ночного видения.

Читать еще: Самые интересные советские автомобили

Тест на близость

Чтобы исследовать насколько точно и достоверно системы отображают глубину пространства, мы обули оленя в яркие оранжевые конусы для дорожных работ, поставили на дороге, и медленно двигались к нему на автомобиле как можно ближе, но так, чтобы не зацепить парнокопытное. Как только начинало казаться, что мы уперлись в беззащитное животное, автомобиль останавливался и статисты мерили расстояние от переднего бампера до «объекта».

Тест на распознавание пешехода

Целью этого теста было выяснить способность каждой системы распознать пешехода. Мы установили «пешехода» на краю дороги, отъехали на 500 метров и на скорости в 70 км/ч начинали движение. Тест заканчивался сразу же, как только на экране системы можно было рассмотреть нашего «пешехода».

История появления ночного видения в машинах
Mercedes-Benz и BMW приняли на вооружение ночники в 2005 году. Audi не внедряла эту новинку вплоть до 2010 года и в 2012 показала ее на Пекинском автошоу. Lexus предложил такую же систему в модели GS 2013 года. Компания Hyundai вынашивает планы по установке системы, но пока это только планы.

Система ночного видения в автомобиле 2012 BMW 750i

Третье место

То, что BMW 750i послужил вдохновителем на этот тест, ни в коей мере не помогло автомобилю. Устройство ночного видения реализовано наихудшим образом среди трех испытуемых. Поставляемый компанией Autoliv прибор ночного видения (той же компанией, что делает ночники и для Audi) мы бы описали как “простенький”, базовый прибор.

Термографическая автомобильная камера ночного видения установлена в решетку радиатора и передает мягкое, темное изображение на навигационный экран, что удобней чем в Audi и Mercedes, где экран с изображением вмонтирован в панель приборов, ближе к линии взгляда водителя. Как ни странно, но расположение экрана не в центре поля зрения обернулось благом во время теста, потому что рулевое колесо не блокировало изображение. Так как лобовое стекло было закатано бумагой, наши глаза поневоле были прикованы к экрану. Поэтому, если в Ваши планы входит автокросс по ночному городу с закрытыми стеклами, то останавливайте выбор на BMW.

На BMW удалось вовремя затормозить перед индейкой на радиоуправлении, но устроив автокросс между препятствиями, водитель быстро потерял ориентацию и закончили «забег», добавив к дизайну автомобиля два, теперь уже бесполезных, дорожных конуса. Пришлось изучать инструкцию «Как самостоятельно обновить автомобиль при помощи полироли»

BMW стал победителем в тесте на близость. Глубину пространства камера отображает достовернее, чем конкуренты. Машина остановилась в 40 сантиметрах от оленя, кратчайшее расстояние в группе. Правда есть один минус. Относительно низкий монтаж камеры может привести к тому, что при попытке припарковаться за автомобилем с высокой посадкой (внедорожником), можно переусердствовать оказавшись у него под бампером.

Читать еще: Как удалить воду из бензобака

Устройство ночного видения модели 2012 Mercedes-Benz CL550

Второе место

Большие надежды возлагались на систему ночного видения Mercedes. Во-первых, ночное видение этого автомобиля носит самое длинное название среди испытуемых: Night View Assist Plus с функцией оптического прожектора. Для нас это означало «супер-пупер ночное видение». Добавить бы еще слово Tronic, и уверены, что система смогла бы стирать белье не хуже Taid!

Во – вторых, оправдывая название, ночник Mercedes, как часть пакета Premium 2 в CL550 стоимостью в $ 3490, устроен сложней, чем у BMW и Audi. Система считается активной. В отличие от пассивных (термографических) устройств, она рассеивает инфракрасное излучение улавливая его потом обратно через камеру, установленную на лобовом стекле. Возникает проекция аналогичная той, которую человеческими глазами можно наблюдать в свете фар. Полученное изображение более яркое и четкое, чем то, которое выдают термографические системы и похоже на изображение в черно-белом телевизоре. Изображение отображается на большом экране, расположенном на панели приборов между спидометром и тахометром. Такую же активную систему использует Lexus в GS 2013 года.

Несмотря на плюсы Mercedes не выиграл наше сравнение систем ночного видения автомобиля. Во-первых, он убил нашу индейку! CL550 должен был быть бесспорным кандидатом на победу в нашем тесте – автокроссе. Его высоко смонтированная камера давала широкое поле для обзора, а четкость изображения давала лучшую ориентацию для водителя. Но, несмотря на это, Mercedes ранил несколько конусов на пути, успешно обошел оленя, однако беспощадно сбил нашу индейку, даже не заметив ее! И это странно, учитывая то, что система Mercedes не зависит от теплового излучения, которое и так не излучали наши животные из пеноматериала.

В тесте на близость Benz остановился за 1,5 метра до оленя, худший показатель из группы. Возможно, Mercedes неровно дышит к оленям, а не к индейкам.

Провалом Benz в автомобильном сравнении систем ночного видения, стал тест на распознавание пешехода. Недостаток активной системы в том, что люди и животные менее отчетливо отображаются на экране, чем в тепловой системе, где источник тепла (человек или животное) гордо выделяется белым пятном на темном фоне. В этом случае, четкое изображение активной системы работает против нее. Однако у системы распознавания пешеходов Mercedes есть и плюсы. Еще за сто метров от нашего «пешехода» новая функция оптического прожектора, доступная в моделях CL, обнаруживая человека, начинает подавать сигналы вспышками фар. Это единственный автомобиль из нашей группы, который предупреждает пешехода о приближении. Гуманность Mercedes на высоте. Хотя индюшку мы им так и не простили!

Описание прибора ночного видения 2012 Audi A8L

Первое место

Мы были удивлены победой Audi. Система Mercedes мигает, отвлекает фарами, «читает» дорогу инфракрасными лучами, в общем, отрабатывает имя. Но система ночного видения Audi заткнула всех за пояс способностью предупреждать водителя о впереди идущем пешеходе.

Наш пешеход «белой сосиской» появился на экране еще за 150 метров! Возможно, на мониторе и сложно установить, что за объект перед автомобилем, но одно ясно на 100% – это не дерево. За 150 метров до нашего пешехода система обвела его в ярко-желтый прямоугольник. Если бы наш горе-пешеход был прямо перед автомобилем, система обвела бы его в красный прямоугольник.

То, что Audi занял второе место в тесте на близость (остановившись за метр от оленя) и успешно прошел курс автокросса, восхищает. Но это также могла быть просто удача.

Подведем итог эксперимента

Система автомобильного ночного видения, это хитроумное приспособление, достойное занять свое место в лучших автомобилях Джеймса Бонда. Минус в том, что она все таки может отвлечь от дороги. Плюс, что это дополнительная монета в копилку безопасности автомобиля.

Сейчас ночное видение в автомобиле, как дополнительная опция слишком переоценена. Плюсы и стоимость не равны, так что как новомодной «фиче» устройству говорим – да, как must have – нет.

Так что же там по поводу того парня, который ездит на работу опираясь только на изображение автомобильного ночника? Как вы уже поняли, это полнейший бред и глупость с его стороны.