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汽车夜视系统的分类

 吴和

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汽车夜视系统,是一种主动安全类汽车电子产品,它集光学,电子,物理,信号处理等多学科的技术理论于一体。在下雨,下雪,大雾,沙尘暴或夜间等能见度较低的情况下,尽最大可能,为驾驶者提供前方清晰的图像信息,减少交通事故的发生。

 

     夜视系统是一种源自军事用途的汽车驾驶辅助系统。在这个辅助系统的帮助下,驾驶者在夜间或弱光线的驾驶过程中将获得更高的预见能力,它能够针对潜在危险,向驾驶者提供更加全面准确的信息或发出早期警告。

    

     根据工作原理的不同,目前夜视技术可分为三大类:即微光夜视技术,被动红外线夜视技术和主动红外线夜视技术。

 

     微光夜视技术,是利用夜间目标反射的低亮度的天光,星月光,大气辉光等自然光,将其亮度增强放大到几十万倍,从而达到适于夜间进行车辆驾驶的目的。其优点是:体积小,重量轻,耗能少。微光夜视技术的缺点是:作用距离和观察效果受天气,环境影响较大。

 

     被动式红外夜视技术,又称为热成像夜视技术,是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。这种技术利用红外探测器和光学成像物镜,接收被测目标的红外线辐射能量分布图形,反映到红外探测器的光敏元件上,从而获得红外热像图,这种热像图与物体表面的热分布场相对应。

 

     被动式红外夜视技术的优点是:作用距离远,不受强光影响。其缺点是:图像对比度低,分辨细节能力较差,成本高,价格贵。

 

    主动式红外夜视技术,采用自身携带的红外探照灯,主动照射被探测的景物,由带有红外热像管的接收模块进行探测处理,并将其转换成可见光图像,供人眼观察。

 

   主动式红外夜视技术的优点是:图像反差较大,图像清晰,与背景有较大反差。缺点是:采用主动红外光源,耗能大。

 

    目前汽车夜视系统主要分为主动式夜视系统和被动式夜视系统两种。

 

     主动夜视系统,也就是所谓的近红外(NIR,Near Infrared Ray)。主要由红外发射装置发射一定强度的红外波束,利用图像传感器感应从目标物体上反射回来的红外波束,并把图像显示在车载显示屏上。

 

      主动夜视系统不依赖热源,而是通过使用自带的红外照射系统和摄像机来识别红外反射波,并将识别后的数据以图像的形式传 递给驾驶者。

 

     使用主动式夜视系统时,安装在前大灯组中的红外线灯,可以将人的肉眼看不见的路面照亮。通过系统的图像处理算法,可以提高清晰度,使道路标志清晰可见。

 

      虽然主动式夜视系统不会受到其它因素的影响,但它提供的信息较多,有可能会分散驾驶者的注意力。因为它利用自己发出的红外线光源主动工作,那些不发出热信号的物体也可以被发现。

 

    被动式夜视系统,也称为远红外系统(FIR,Far Infrared Ray)。它基于的理论是:自然界绝大多数的物体的温度都大于绝对温度,此情况下的物体都会向外发射一定波长的红外波束,此光谱处于3微米以上范围。

 

       任何物体都会散发热量,但不同温度的物体散发的热量是不同的。人类,动物和行驶的车辆与周围环境相比,散发的热量要更多。被动式夜视系统可以收集这些信息,然后转变成可视的图像,把本来在夜间看不清的物体清楚的呈现在眼前,增加夜间行车的安全性。

 

     由于被动夜视系统利用热敏图像,其探测距离较远,不会受到逆向车道灯光的影响。但不足之处也很明显:其图像清晰度变化较大,完全取决于天气条件和不同的时间段。图像与实际景象不完全相符。道路标志很难看到或看不到。由于物体所发射的红外光束的能量很弱,被动式夜视系统需要利用昂贵的红外图像传感器来感知目标物。这样会使系统成本大幅提高。

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