汽車夜視系統(tǒng)分類及原理

松下已經(jīng)開研發(fā)出新的圖像傳感器技術(shù)，可以改善汽車的夜視系統(tǒng)，提升汽車夜行的安全性。

據(jù)了解，近紅外光是非可見光，一般會將紅外截止濾光片放在于鏡頭與傳感器之間，讓其阻絕近紅外光。但是松下研發(fā)出的圖像傳感器技術(shù)方案無需使用機械紅外截止濾光片，只要在有機CMOS傳感器下就可以利用電子調(diào)控近紅外光的感光度。

所以松下將該項技術(shù)應(yīng)用到汽車當中，汽車夜視系統(tǒng)顯示的圖像將更為清晰。現(xiàn)在有一些車可以通過夜視系統(tǒng)在黑夜中順暢行駛，但是這些汽車的比較昂貴，售價一般都超過5萬美元，而且如果選擇好一點的夜視系統(tǒng)可能還要多花2500美元，這么昂貴的費用絕大多數(shù)人還是消費不起。但是隨著松下先進的紅外技術(shù)的不斷改善和普及，夜行器對汽車來說就變得習(xí)以為常。只是松下并沒有透露，這一天何時到來。

那么汽車夜視系統(tǒng)是什么

汽車夜視系統(tǒng)，利用紅外線技術(shù)能將黑暗變得如同白晝，使駕駛員在黑夜里看得更遠更清楚。夜視系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)由2部分組成：一部分是紅外線攝像機，另一部分是擋風(fēng)玻璃上的光顯示系統(tǒng)。

奔馳新S級采用了液晶儀表盤，在夜晚時，這個儀表盤會變成夜視系統(tǒng)的顯示屏，由于屏幕位置就在駕駛員前，所以觀察起來非常方便。寶馬7系也有相似的系統(tǒng)， 只不過，紅外影像是顯示在中控臺液晶屏上的，所以觀看起來并不如奔馳S級那樣方便。但寶馬7系夜視系統(tǒng)還有一個很智能的優(yōu)點，就是當紅外探測儀在前方道路 邊發(fā)現(xiàn)行人時，會用一個醒目的黃色標識提示駕駛員小心，這一點不但體現(xiàn)車輛的科技性也提升主動安全性。

夜視系統(tǒng)分類及工作原理

從技術(shù)上來講，夜視系統(tǒng)分為兩種：

1.主動紅外照射（短紅外 NIR-Near-Infrared Ray）

2.被動紅外系統(tǒng)（遠紅外 FIR-Far Infrared Ray）

主動式夜視系統(tǒng)

主動式夜視系統(tǒng)主要由紅外發(fā)射裝置發(fā)射一定強度的紅外波束，利用圖像傳感器感應(yīng)從目標物體上反射回來的紅外波束，并把圖像顯示在車載顯示屏上。被動式夜視系統(tǒng)利用自然界絕大多數(shù)物體的溫度都大于絕對溫度的原理，此情況下的物體都會向外發(fā)射一定波長的紅外光束，其光譜處于3微米以上范圍，由于所發(fā)射紅外光束的能量很弱，需要利用昂貴的專用紅外圖像傳感器來感知目標物，主要用于軍事方面。

夜視系統(tǒng)工作原理

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1、紅外光與紅外成像

自汽車夜視系統(tǒng)問世以來，紅外技術(shù)一直是其仰仗的基礎(chǔ)，紅外輻射和紅外成像是研究系統(tǒng)最基本的出發(fā)點。紅外輻射又稱紅外線、紅外光。我們知道太陽光是由彩色光混合而成，光的熱效應(yīng)是由紫光到紅光逐漸增大的，而熱效應(yīng)最大的位于紅光外面，我們稱之為“紅外光”，它與我們可以看到的彩色光物理性能相同，我們只是眼睛看不到它。紅外線是介于光與微波之間的電磁波，波長0.75—1000微米，更具波長不同，我們又可以把紅外線分為三部分：近紅外線、中紅外線和遠紅外線。紅外技術(shù)中，用的是紅外線與物質(zhì)的交互作用。物質(zhì)內(nèi)部的原子和分子在不停的運動，都有一定的能量。如有外來刺激和干擾，改變了其運動狀態(tài)，能量發(fā)生了變化，就發(fā)生了物理學(xué)上的“躍遷”，即能量的釋放。釋放能量的常見方式就是釋放電磁波。因此紅外線不只是太陽光的成分之一，所有溫度高于絕對零度的物體都會釋放紅外線。我們把景物反射或自身輻射的紅外輻射圖樣，轉(zhuǎn)換成人眼可觀察到的圖樣，這就是紅外成像技術(shù)。利用物體自身發(fā)出的紅外線照出物體的像，稱為被動紅外成像；而以紅外輻射源照射物體，利用被反射的紅外輻射攝取物體的像，稱為主動式紅外成像，與之對應(yīng)的就是被動夜市技術(shù)和主動夜視技術(shù)。

2、被動紅外夜視技術(shù)

被動紅外夜視技術(shù)也稱為紅外成像技術(shù)，利用物體的紅外輻射來得到物體的像。熱成像系統(tǒng)的作用就是基于目標與背景的溫度及輻射發(fā)射率的差異，利用輻射測溫技術(shù)對目標逐點測定輻射強度，而形成可見目標的熱圖像。被動紅外夜視系統(tǒng)裝置的遠紅外照相機主要接收物體自身輻射的遠紅外光線波長80—14000nm。完成從掃描到最終成像的核心設(shè)備就是熱像儀。熱像儀所攝景物包括目標及背景，兩者輻射的差別是構(gòu)成熱圖像的基礎(chǔ)，目標及背景的輻射通過大氣被吸收或散射之后再反射到熱像儀。一般，熱像儀的接收元件采用單個或線列型的紅外探測器，只攝取景物一部分的輻射，為了獲得被射景物全體的圖像，必須用光學(xué)掃描方法使紅外探測器順序掃視整個被攝景物空間，接受的按空間變化的紅外輻射由紅外探測器轉(zhuǎn)換成按時間順序變化的電信號，經(jīng)放大處理后，再在陰極射線管上轉(zhuǎn)換成可見的圖像。

3、主動紅外夜視技術(shù)

主動紅外夜視技術(shù)是指工作時用較強的紅外輻射源照射目標， 利用目標反射回來的紅外線來得到物體的像。與被動式紅外夜視系統(tǒng)相比，主動式紅外成像系統(tǒng)體積大，能耗多，但卻可以提升圖像的清晰度和分辨率。紅外光源發(fā)出的紅外輻射照射前方目標，經(jīng)反射光學(xué)系統(tǒng)的物鏡組接收，并在紅外變像管光陰極面上形成目標的紅外圖像，變像管對紅外圖像進行光譜轉(zhuǎn)換、電子成像和亮度增強，最終在熒光屏上顯示出目標的可見圖像。主動式紅外系統(tǒng)的工作波段在800 一1000nm的近紅外區(qū)域，其核心部件為紅外變像管，它起著光電圖像轉(zhuǎn)換及增強作用。主動式紅外夜視系統(tǒng)的最大優(yōu)點在于能充分利用紅外燈源發(fā)出的狹窄光束照明目標，目標與背景反差大。

4、主動式與被動式夜視技術(shù)比較

比較使用近紅外和遠紅外輻射技術(shù)對行人的探測， 結(jié)果表明遠紅外輻射夜視儀具有更大的優(yōu)勢，因為行人的輻射熱量大，適宜遠紅外探測技術(shù)。

5、圖像處理技術(shù)

對近紅外傳感器需要降低眩光效應(yīng)和增強圖像比度長。智能自動圖像處理技術(shù)是一更加先進的技術(shù)，可以對遠紅外傳感圖像的低對比起補償作用，可以用于檢測和增強熱物體的輪廓在一個基于知識分類的處理進程中，可以用電腦程序加以辨認物體，舉例來說，可以辨認行人。甚至可以將可獲得的光學(xué)和聲學(xué)信號結(jié)合起來處理，增強認知性可以進一步防止危險。夜視系統(tǒng)有黑白顯示屏和彩色顯示屏兩種，對黑白顯示屏而言，前方不同溫度的物體在屏上以黑白深淺灰度色成像彩色的夜視系統(tǒng)，則可顯示前方物體的顏色包括十字路口的交通信號燈顏色，可象放電影似的給出模擬的連續(xù)清晰顯示。圖像處理技術(shù)的發(fā)展對夜視系統(tǒng)起著至關(guān)重要的作用。未來的圖像處理技術(shù)應(yīng)該能使圖像更接近真實環(huán)境，更好辨清環(huán)境中的障礙物，幫助駕駛員更好的夜間駕駛，進一步提高夜間駕駛的安全性。

結(jié)語

當你夜晚驅(qū)車趕路，在遠光燈為你照亮車前的有限距離內(nèi)，景物尚依稀可辯，但在前面的黑暗中時刻潛伏著危險。特別是在下大雨、下雪、有霧的天氣，或者在塵土飛揚、能見度底的夜間行駛，更是造成交通事故頻發(fā)的主要原因。盡管這些年來汽車照明技術(shù)取得了不小的進步，如具有自動調(diào)整光軸的前照燈系統(tǒng)和三光柱前照燈系統(tǒng)，雖增加了照射距離和照準誤差，但夜間行車的風(fēng)險仍比白天大得多。據(jù)美國國家公路交通安全管理局統(tǒng)計，雖然夜間行車在整個公路交通中只占四分之一，但發(fā)生的死亡事故卻占了一半。因此車載夜視系統(tǒng)的應(yīng)用主要是防患于未然?？梢赃@樣說：車載夜視系統(tǒng)將是繼安全氣囊和防抱死制動系統(tǒng)之后，具有更高使用價值的安全系統(tǒng)。