Nocna wizja

4 sierpnia 2009

W nocy większą cześć dystansu do celu pokonujemy na światłach mijania, które w standardowych reflektorach halogenowych mają zwykle zasięg około 40 metrów i tylko w ograniczonym stopniu oświetlają jezdnię i pobocze. Opisujemy rozwiązanie zwane Night Vision, które wspomaga kierowcę w widzeniu nocą.

System Night Vision umożliwia widzenie przeszkody znacznie wcześniej, niż przy użyciu konwencjonalnych reflektorów

fot. BMW

Aby uzyskać maksymalną widoczność, należałoby jeździć stale z włączonymi światłami drogowymi, jednak takie światła mogą być używane przez mniej niż 5 proc. czasu, ze wzgędu na oślepianie innych użytkowników dróg. Zwiększone ryzyko podejmowane przez kierowców jeżdżących nocą odzwierciedla się także w liczbie wypadków – wg statystyk 40% śmiertelnych wypadków drogowych zdarza się w nocy, podczas gdy ruch stanowi wówczas zaledwie 20% ruchu dziennego. Dlatego wiodący producenci oświetlenia samochodowego opracowali systemy „aktywnego widzenia” w nocy, by wspomóc wczesne wykrywanie zagrożeń w ciemnościach.

Hella opracowała podczerwony system widzenia w ciemności ADILIS (Advances Infrared Lighting System – zaawansowany system oświetlenia podczerwonego), który składa się z kamery wysokiej rozdzielczości, podczerwonego reflektora i wyświetlacza dla kierowcy. Zasięg światła podczerwonego wynosi ok. 200 m, czyli podobnie jak reflektora ksenonowego świateł drogowych. W porównaniu do świateł mijania przeszkoda jest widziana ok. 30 m wcześniej, lub nawet 50 m (w przypadku, gdy dochodzi uprzednio do oślepienia kierowcy). Ewentualne przeszkody odbijają światło podczerwone, co jest filmowane monochromatycznie przez kamerę i wyświetlane przed oczami kierowcy. Kamera CMOS i odpowiednia obróbka zdjęcia umożliwiają zarejestrowanie oświetlonego obiektu w przedpolu 150 m przed autem i wyświetlenie go na ekranie w kabinie pojazdu.

Widok z wnętrza pojazdu przy użyciu zwykłych reflektorów

fot. BMW

System Night Vision firmy Bosch zadebiutował na rynku kilka lat temu w Mercedesie klasy S. Ma około trzykrotnie większy zasięg niż standardowe światła mijania, a przy tym nie oślepia pojazdów jadących z naprzeciwka. Składa się z kamery na podczerwień umieszczonej pomiędzy lusterkiem wewnętrznym a przednią szybą, wyświetlacza w kokpicie, sterownika i dwóch reflektorów podczerwieni. Wykorzystuje technikę NIR (bliska podczerwień), dzięki temu lepiej widoczne stają się wszystkie przeszkody na drodze, także te, które nie emitują własnego ciepła, np. słupki, znaki drogowe, zaparkowane auta. Technika NIR została oparta na zaawansowanych czujnikach CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor). Kamera rejestruje obraz drogi oświetlony niewidocznym dla ludzkiego oka stożkiem podczerwieni o długości fali 0,9 µm emitowanym przez dwa reflektory zintegrowane z lampami przednimi. Obraz ten jest analizowany przez sterownik, sprowadzany do zakresu widzialnego i wyświetlany w postaci czarno-białego obrazu na specjalnym wyświetlaczu wysokiej rozdzielczości umieszczonym na tablicy przyrządów pojazdu. Night Vision zwiększa zatem zasięg widzenia do około 150 m i może umożliwiać kierowcy lepszą orientację na drodze o zmroku, czy w nocy, wcześniejszą identyfikację sytuacji krytycznych i uniknięcie zagrożeń.

Widok z kamery jest wyświetlany przy zachowaniu odpowiednich proporcji

fot. BMW

Ponieważ oko ludzkie nie może jednocześnie patrzeć na monitor i drogę, gdyż działa jak obiektyw aparatu fotograficznego, czyli zaostrza obraz albo blisko, albo daleko, sen z powiek projektantów tych systemów spędzał sposób informowania kierowcy o potencjalnych zagrożeniach: akustyczy, czy optyczny, włączający się tylko po pojawieniu się przeszkody i nie dający stałego podglądu, a także ewentualna wielkość ekranu, z obrazem monochromatycznym, lub kolorowym. Obecnie w przypadku obu firm do wizualizacji zagrożeń można zastosować zarówno konwencjonalne wyświetlacze TFT, jak i projektory Head-up Display (projektory na szybie przed oczami kierowcy). Optyczny czujnik, który znajduje się w kamerze można też wykorzystać w innych systemach wsparcia kierowcy np. w układzie rozpoznawania zmiany pasa (Lane Departure Warning, Lane Assist), czy rozpoznawania znaków drogowych. Montaż opisanych systemów ograniczony jest obecnie do luksusowych limuzyn i wymaga dopałaty ok. 1500 euro.

Przykładowo, w obecnej BMW serii 5 sercem systemu jest kamera termowizyjna, która rejestruje ludzi, zwierzęta i przedmioty na jezdni i poboczu w odległości do 300 m i transmituje wyraźny obraz na centralnym monitorze pokładowym wykorzystywanym też przez system nawigacyjny.