車載紅外夜視系統(tǒng)應(yīng)用發(fā)展分析

姚智慧

摘要：隨著汽車時(shí)代的全面到來(lái)，交通事故率的高低直接影響著汽車安全系數(shù)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。紅外夜視系統(tǒng)作為紅外技術(shù)在汽車上的一種實(shí)際應(yīng)用，其在夜間駕駛以及能見(jiàn)度較低的惡劣氣候的影響下，表現(xiàn)出的目標(biāo)對(duì)比度高、成像質(zhì)量光線影響性小等突出特點(diǎn)，使得紅外夜視系統(tǒng)可以在穩(wěn)定、可靠的輔助駕駛員的安全駕駛同時(shí)，做到提前預(yù)防危險(xiǎn)，有效的降低了道路交通安全事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：車載紅外夜視儀；夜視系統(tǒng)；可視距離；行車配置

車輛安全系統(tǒng)分為被動(dòng)安全系統(tǒng)和主動(dòng)安全系統(tǒng)。被動(dòng)安全系統(tǒng)，即事故發(fā)生時(shí)，具有一定保護(hù)作用的安全輔助系統(tǒng)，如：氣囊、氣簾、強(qiáng)化車身、安全帶等；主動(dòng)安全系統(tǒng)，即事故發(fā)生之前，有主動(dòng)避險(xiǎn)功能的輔助安全系統(tǒng)，如：ABS、EBD、DSC等防護(hù)系統(tǒng)。據(jù)美國(guó)國(guó)家公路交通管理局（NHTSA）統(tǒng)計(jì)，雖然夜間行車在整個(gè)公路交通中只占28%左右，但有55%的交通事故卻是在夜間發(fā)生的，而因夜間視線不良所造成的交通事故占了70%。因此，作為主動(dòng)安全系統(tǒng)，車載夜視系統(tǒng)是繼氣囊和ABS之后具有更高的使用價(jià)值和的突出的必要性的安全系統(tǒng)。

1系統(tǒng)簡(jiǎn)介

紅外夜視系統(tǒng)最初的應(yīng)用領(lǐng)域是軍事領(lǐng)域和航海領(lǐng)域，在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用也不過(guò)十幾年，但由于造價(jià)和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等原因，并未全面標(biāo)配在道路行駛車輛中，而僅僅是部分高端車型才配置。作為車載紅外夜視系統(tǒng)的核心部件，紅外熱像儀的基本工作原理是根據(jù)觀測(cè)目標(biāo)與周圍環(huán)境之間的熱輻射差值進(jìn)行目標(biāo)捕捉，并通過(guò)數(shù)據(jù)處理進(jìn)行數(shù)字成像。

根據(jù)紅外夜視系統(tǒng)的紅外輻射源的不同進(jìn)行分類，車載紅外夜視系統(tǒng)可分為主動(dòng)式紅外夜視成像系統(tǒng)和熱成像紅外夜視系統(tǒng)，而熱成像紅外夜視系統(tǒng)又可分為光機(jī)掃描成像系統(tǒng)、凝視型熱成像系統(tǒng)和熱釋電紅外成像系統(tǒng)三大類。

判斷車輛的可視距離遠(yuǎn)近的主要依據(jù)是車輛燈光的照明距離，即近光燈50米，遠(yuǎn)光燈100米。而在實(shí)際駕駛過(guò)程中，這樣的可視距離根本無(wú)法滿足夜間行駛和惡劣天氣情況下安全駕駛的需求。而車載紅外夜視技術(shù)的應(yīng)用，降低了人類裸眼視距在復(fù)雜情況下的不利影響，能將可視距離擴(kuò)大3至5倍，即500米范圍內(nèi)，這大大的提高了道路交通安全環(huán)境，也使其研究和發(fā)展有著極其重要的意義。汽車可視距離對(duì)比圖如下圖所示。

汽車遠(yuǎn)、近光燈與車載夜視系統(tǒng)有效范圍對(duì)比圖

2現(xiàn)狀分析

隨著夜視技術(shù)的不斷發(fā)展和相應(yīng)設(shè)備的升級(jí)完善，主動(dòng)式紅外夜視系統(tǒng)迎來(lái)了全面發(fā)展。其應(yīng)用范圍廣泛的深入到各個(gè)行業(yè)，例如軍事、航海、礦產(chǎn)、勘探等等。而其在汽車行業(yè)的發(fā)展也等到了機(jī)遇性的升級(jí)和完善，在各大汽車品牌的高端車型中都裝配了夜視輔助系統(tǒng)。

作為開(kāi)創(chuàng)者，美國(guó)通用公司的凱迪拉克于2000年推出了全球首款搭載了車載夜視系統(tǒng)的汽車安全系統(tǒng)。夜視系統(tǒng)采用先進(jìn)的熱成像技術(shù)，并將具備熱感應(yīng)作用的攝像機(jī)安裝于車輛前方，對(duì)車前障礙物產(chǎn)生感應(yīng)作用。2003年期間，通用公司發(fā)明了鷹眼，在以上功能的基礎(chǔ)上，增加了去強(qiáng)光、破霧等多種功能。

作為汽車行業(yè)的佼佼者，奔馳與寶馬也增加了安全輔助駕駛系統(tǒng)。2006年，寶馬品牌在7系車型上增加了夜視系統(tǒng)，同樣在汽車前方安裝了可對(duì)熱能產(chǎn)生感應(yīng)功能的相機(jī)，同時(shí)還增加防撞層設(shè)計(jì)。在設(shè)備的不斷更新與改進(jìn)中，逐漸實(shí)現(xiàn)了對(duì)人與動(dòng)物的識(shí)別與標(biāo)記，當(dāng)車輛與目標(biāo)物體超過(guò)一定的安全距離時(shí)，車輛會(huì)通過(guò)報(bào)警設(shè)備的啟動(dòng)來(lái)提示駕駛員，以保證駕駛安全。同樣配備該系統(tǒng)的還有奔馳的S550和E級(jí)車型。該系統(tǒng)可以觀測(cè)到150m遠(yuǎn)處的物體，并由前窗內(nèi)的可感應(yīng)特定波長(zhǎng)的攝像機(jī)轉(zhuǎn)換為圖像信號(hào)，顯示在儀表盤(pán)上。和寶馬的被動(dòng)紅外夜視系統(tǒng)不同的是，該系統(tǒng)可以檢測(cè)到輻射微小熱量的物體。

當(dāng)然，在我國(guó)，許多國(guó)產(chǎn)品牌汽車也不斷更新與改進(jìn)，并逐漸配備了夜視系統(tǒng)。其中一汽的紅旗品牌的HQ3、東風(fēng)裕隆的品牌的納智捷7MVP分別于2007年和2009年均配備了夜視系統(tǒng)，使得這兩種車型在同級(jí)別車型中脫穎而出。兩款車型均采用主動(dòng)式紅外夜視技術(shù)，在前大燈處安裝了紅外光源的發(fā)射裝置，再通過(guò)安裝在后視鏡上的可接受紅外光源的攝像機(jī)將前方物體轉(zhuǎn)換為圖像顯示出來(lái)，其顯示器部分亦采用了抬頭顯示器。

國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)紅外夜視系統(tǒng)的企業(yè)非常多，其中奧托立夫公司與偉世通主要開(kāi)發(fā)被動(dòng)式紅外夜視系統(tǒng)，而德?tīng)柛?、博世集團(tuán)、法雷奧等企業(yè)則主要開(kāi)發(fā)主動(dòng)式紅外夜視系統(tǒng)或解決方案。

另外，各個(gè)高等院校也對(duì)該領(lǐng)域進(jìn)行了相關(guān)的研究和開(kāi)發(fā)。如廈門(mén)大學(xué)的師生們針對(duì)汽車行駛過(guò)程中，車輛自身震動(dòng)以及周圍環(huán)境的改變對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響提出了相應(yīng)的解決方案，以安裝減震器的形式解決了大部分震動(dòng)問(wèn)題；華南理工大學(xué)的師生們通過(guò)模擬仿真和實(shí)車測(cè)試，建立了一套針對(duì)遠(yuǎn)光燈強(qiáng)光干擾的主動(dòng)式紅外熱成像車載夜視系統(tǒng)，這對(duì)夜視系統(tǒng)的改進(jìn)以及主動(dòng)防范事故有著突破性的意義。

3結(jié)語(yǔ)

在汽車工業(yè)飛速發(fā)展和人們安全意識(shí)日益提高的今天，如何提高汽車行駛主動(dòng)安全性能一直是汽車行駛安全所追求的重要目標(biāo)?，F(xiàn)如今，人們對(duì)汽車性能的改進(jìn)與更新越來(lái)越關(guān)注，特別是對(duì)車載輔助駕駛功能裝置的關(guān)注上尤為顯著。就當(dāng)前而言，許多汽車品牌均實(shí)現(xiàn)了夜視技術(shù)的應(yīng)用，在優(yōu)化車輛駕駛性能的同時(shí)，保證了安全駕駛，具有非常高的安全價(jià)值。

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