淺析車載夜視系統的發展

從智能駕駛發展主線中,目前輔助駕駛系統圍繞著不同的駕駛場景和對車主的影響進行分類。由於要滿足消費者的期望,部分自動駕駛的功能存在很大的分類問題。我們能看到的由於市場競爭,由於車輛溢價的問題,目前基於輔助這條線,不過多介入控制的ADAS配置的功能,開始逐步成為標配。

一方面這有助於消費者的喜歡,從功能的角度,目前車輛把感知的環境和相關信息及時傳遞給車主,讓車主通過與駕駛相關的範圍內進行報警,還是受到消費者的歡迎。

另外一方面從感知的角度,一旦所有的感知系統慢慢逐步加入(標配化會給車企一套市場化的回饋機制,慢慢擴充傳感器和使用場景,提高整個系統的性能和滿意度),消費者通過從警告過渡到系統輔助,熟悉車企的功能設置,未來在架構和HPC(計算平臺)的進一步升級,就能達到很好的切換和迭代的效果。這個以大家熟悉的環視、後視、盲區檢測和夜視系統為主,這些功能保障了基本乘員的安全。

淺析車載夜視系統的發展

備註:我覺得座艙產品,以後形成一個高算力的系統以後,就會把這類顯示的所有功能全部都集成進去,首先交給車主來判斷,當然基於ADAS的傳感器融合兩邊的分配會有點不同的取向

本文主要談一下夜視系統,對於汽車而言,良好的視野是安全駕駛汽車的有力保障。根據統計,有相當的比例的交通事故都發生在夜間或天氣不好的情況下。夜間在沒有路燈的道路上行駛,受汽車頭燈照射距離的限制,行車安全將會受到非常大的影響。夜視系統是全天候的電子眼,在雨雪、濃霧天氣公路上的物體及路旁的情況,能夠通過夜視系統反映出來。

夜視技術首先是在軍事上的得到運用,由於能克服黑夜的市場問題,在二戰後期為滿足戰爭需要,1944年德國軍工行業就成功研製出主動紅外夜視儀。這項技術在二戰結束以後,分別由蘇聯和美國兩個超級大國延續開發。美軍經過研究,研製出主動式紅外夜視儀,在朝鮮戰爭和越南戰爭裡面得到運用,但是存在能耗大的缺點,在上世紀的60年底,美國軍方研製出像增強器,後面是第一代微光夜視儀和基於目標自身的紅外輻射進行觀察的熱成像儀。根據成像的原理,夜視系統主要分為主動夜視系統和被動夜視系統,其中微光和紅外成像是運用最廣的夜視技術。

微光夜視技術是通過像增強器將微弱或者能量比較低的光轉化為增強的光學圖像,以實現直接觀察。

紅外夜視技術分為主動紅外夜視技術和被動紅外夜視技術。

a) 主動紅外夜視技術是通過紅外燈主動照射並利用目標反射回來的紅外光來實施觀察的紅外技術。

b) 被動紅外夜視技術是藉助於目標自身發射的紅外輻射來實現觀察的紅外技術,將人眼所不能直接看到的目標表面的溫度分佈變成人眼可看到的代表溫度分佈的熱圖像。

80年代以後,美軍把夜視裝備當作高科技單兵裝備,普遍運用於士兵中間。

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夜視系統,從軍事運用到民用化,其實也有個過程。首先是從豪華車開始的。早期由於需求和成本等原因,夜視系統主要用在豪華車以上,2000年通用汽車在美國的凱迪拉克DeVille推出了由雷神公司設計的系統,選配價格為2250美元。這種趨勢在早期在豐田和本田的旗艦版車型上也得以體現。歐洲豪華車企寶馬、奔馳和奧迪也逐漸在2005年開始配置夜視系統。

淺析車載夜視系統的發展

到2015年以後,輔助駕駛功能開始在很多的中價位的車型上擴展,除了豪華品牌很多車企也把夜視系統作為ADAS配置中的一項進一步擴展到自己的車型上面,開始了夜視系統的普及化。有了這一個夜視系統,通過紅外攝像機自動識別15米到150米之間的超過50釐米高的人和動物。

夜視系統裡面,紅外傳感器探測外部環境,並且在車輛前方判斷是否進入道路範圍,有助於車主在視野惡劣的情況下,把生物特徵的障礙物予以呈現,如下所示,標識採用黃色框,警示使用紅色框,這樣能比較好的提醒車主。在示意的視頻裡面,鄉村小路里面滑板車辨識起來還是有價值的。

標識:夜視系統的第一步,主要把檢測區域內的行人標識在黃色的框裡

紅色標識:當行人駛入道路會出現一個紅色框,如果距離比較遠的時候

警告:如果行人進入直接能發生碰撞的區域,會發出視覺的警告和蜂鳴聲

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在中國,在很多的地方實施了燈光工程,總體的路燈覆蓋率在市區是比較好的,在城郊結合部從有燈到沒燈的路段來說,夜視系統可不是擺設,可以提前發現超出遠光燈照射範圍的行人對於夜晚行車安全來說是有效地保障。特別是在農村道路,在部分人員比較多的地方,是很有價值的。在使用場景中,惡劣天氣下,紅外傳感器的輔助也能對各種意外有很多的幫助,直接從液晶儀表中提取警示,也是很大的一個改善之一。

  • 沒路燈的黑夜環境下:在缺乏光亮工程的區域內,汽車行駛在完全沒有光線的道路環境下,夜視系統能提供超遠視距,提供前方的清晰紅外熱圖像,比遠光燈照射距離更高,可以有效的判斷對於自行車、電瓶車這樣在黑夜比較頭疼的潛在事故,增加預判距離和時間。
  • 被遠光燈打到的炫光環境:在之前的情況下,由於很多司機都喜歡開遠光燈,所以這個時候,駕駛者面臨完全被壓制的狀態。炫光環境對汽車夜視系統並不會產生影響,這個時候通過儀表盤上的夜視系統成像結果,能夠讓駕駛人員清晰看到前方行車環境
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  • 大霧和陰霾環境:在冬季取暖的時候,如果出現霧霾的狀態,可見度比較低,這個格式和,有夜視系統能夠有效的把道路環境給找出來

小結:隨著往集中化的方向發展,以後加這種配置真的只是加傳感器和模塊化配置軟件,加加減減更容易了


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