Сістэма начнога бачання для машыны

Цемра і няўважлівасць - асноўныя ворагі бяспечнага дарожнага руху, па віне якіх часта адбываюцца аварыі. Калі ў першым выпадку кіроўцу і пешаходам патрабуецца больш адказнае стаўленне да таго, як яны сябе паводзяць на дарозе, то цёмны час сутак гэта натуральная прычына, якую немагчыма ўхіліць.

Якім бы ўважлівым ні быў кіроўца падчас кіравання машынай уначы, яго вока ўсё роўна мае вызначаныя абмежаванні, з-за чаго ён можа не ўбачыць перашкоду, змешчаную на дарозе. Каб аблегчыць задачу сучасным кіроўцам, вядомыя аўтавытворцы распрацавалі сістэму nva (night view assist) або асістэнт начнога бачання.

Разгледзім, што ўваходзіць у гэтую прыладу, як яно працуе, якія выгляды прыбораў існуюць, а таксама іх добрыя якасці і недахопы.

Што такое сістэма начнога бачання

Для многіх, хто чуе пра гэту сістэму, яна больш асацыюецца з мастацкімі фільмамі жанру баявік. У такіх карцінах салдаты элітных падраздзяленняў апранаюць спецыяльныя акуляры, якія дазваляюць ім бачыць у апраметнай цемры. Варта адзначыць, што гэтая сістэма толькі нядаўна атрымала ўжыванне ў аўтамабілях. Да таго яна сапраўды выкарыстоўвалася вайсковымі структурамі.

Большасць элітных аўтамабіляў атрымліваюць гэты прыбор ужо ў базавай камплектацыі. У дарагіх версіях сістэма актыўнай і пасіўнай бяспекі ўключае і іншае абсталяванне. Напрыклад, аўтамабіль сам можа распазнаць перашкоду і своечасова папярэдзіць аб небяспецы ці нават прадухіліць сутыкненне, калі кіроўца не рэагуе своечасова. Дзякуючы гэтаму падвышаецца бяспека транспартнага сродку.

Калі коратка, то начны прыбор гэта прылада, якое здольна распазнаць буйны аб'ект (гэта можа быць пешаход, слуп ці жывёла). Адмысловыя датчыкі выдаюць на экран малюнак дарогі падобна звычайнай камеры, толькі ў большасці мадэляў малюначак мае чорна-белую інверсію колераў, а даражэйшыя варыянты паказваюць каляровы малюнак.

Для чаго патрэбна

Праца сістэмы начнога бачання дазваляе кіроўцу:

• У цемры загадзя ўбачыць перашкоду і пазбегнуць аварыі;
• На дарозе могуць знаходзіцца староннія аб'екты, якія не адлюстроўваюць святло машын гэтак жа, як дарожны знак. З-за хуткасці транспарту далёкасці святла фар можа быць недастаткова, каб аўтамабіліст паспеў своечасова зрэагаваць. Асабліва востра гэта адчуваецца, калі па абочыне ідзе чалавек, а па сустрэчцы едзе яшчэ адна машына з яркім святлом.
• Нават калі кіроўца акуратна водзіць аўтамабіль, асабліва цяжка прыходзіцца ў прыцемках, калі дзённае святло яшчэ не знікла, але і не наступіла поўная цемра. У такіх умовах фара аўтамабіля можа выдаваць недастатковы пучок святла, каб кіроўца мог кантраляваць межы дарожнага палатна. Прыбор дазваляе больш дакладна вызначаць, дзе заканчваецца дарога і пачынаецца абочына.

Ні для каго не з'яўляецца сакрэтам, што ў цемры ідэальна бачаць толькі некаторыя віды жывёлін. У чалавека такой здольнасці няма, таму адмысловую небяспеку для дарожнага руху ўяўляюць прадметы, якія дрэнна адлюстроўваюць святло фар. Вока чалавека здольны адрозніць толькі буйныя аб'екты і тое толькі на невялікай адлегласці.

Рух транспарту яшчэ больш пагаршае сітуацыю калі кіроўца і паспее распазнаць перашкоду зблізку, у яго ўжо будзе занадта мала чакай для прадухілення сутыкнення. Каб усцерагчы сябе ад непрыемнасцяў, а машыну ад удару, кіроўцу даводзіцца альбо ўсталёўваць больш яркае святло, што будзе моцна ятрыць кіроўцаў сустрэчнага транспарта, альбо ехаць занадта марудна.

Устаноўка прыбора начнога бачання дазволіць адчуваць сябе ў падобных умовах больш упэўнена. У залежнасці ад мадэлі прылады сістэма альбо апавясціць кіроўцу аб якая з'явілася на шляхі аўтамабіля перашкоды, альбо аўтамабіліст сам яго заўважыць пры поглядзе на манітор. Адлегласць, на якім прыбор распазнае аб'екты, дазваляе кіроўцу без рэзкіх манеўраў аб'ехаць іх ці своечасова затармазіць.

Прынцып працы

Важная ўмова для працы дадзенай сістэмы бяспекі з'яўляецца наяўнасць асаблівай камеры. Яна усталёўваецца ў перадпакоі часткі аўтамабіля ў залежнасці ад асаблівасці прыбора. Гэта можа быць асобная відэакамера, замацаваная ў радыятарнай рашотцы, у бамперы ці поруч люстэркі задняга выгляду.

Інфрачырвоны датчык рэагуе на перашкоды ў большым дыяпазоне ў параўнанні з чалавечым вокам. Сачыльная прылада перадае атрыманыя дадзеныя на асобны манітор, які можа ўсталёўвацца на кансолі ці прыборнай панэлі машыны. Некаторыя мадэлі прылад ствараюць праекцыю на лабавое шкло.

Пры ўсталёўцы камеры трэба забяспечыць яе чысціню, бо ад гэтага залежыць, на якой адлегласці будуць распазнавацца прадметы. Большасць прыбораў здольна заўважыць прыпаркаваны аўтамабіль з выключанымі габарытамі (аб тым, навошта машыне габарытныя агні, распавядаецца тут) на адлегласці каля 300 метраў, а чалавека - прыблізна за сотню метраў.

элементы канструкцыі

Кожны вытворца абсталёўвае сістэму, якая забяспечвае бачанне старонніх прадметаў у начны час, рознымі элементамі, аднак ключавыя часткі застаюцца ідэнтычнымі. Асноўным адрозненнем з'яўляецца якасць асобных дэталей. У прыладу прыбора ўваходзяць:

• Інфрачырвоны датчык. Гэтых дэталяў можа быць некалькі, і ўсталёўваюцца яны спераду машыны, гушчару ў галаўной оптыцы. Прылады выпраменьваюць інфрачырвоныя прамяні на вялікай адлегласці.
• Відэакамера. Гэты элемент фіксуе дарогу наперадзе машыны, а таксама фіксуе адлюстраванае ад паверхняў выпраменьванне.
• Блок кіравання, які сумяшчае дадзеныя ад датчыкаў і відэакамеры. Апрацаваная інфармацыя ўзнаўляецца для вадзіцеля ў залежнасці ад таго, якім будзе чацвёрты элемент.
• Якая прайгравае прылада. Гэта можа быць манітор ці каляровы дысплей. У некаторых мадэлях малюнак праецыюецца на лабавое шкло, што палягчае кантроль за дарогай.

 У дзённы час некаторыя прылады могуць працаваць, як звычайны відэарэгістратар. У цёмны час прылада апрацоўвае сігналы ад датчыкаў і адлюстроўвае іх у выглядзе карцінкі на экране. Пры відавочнай выгодзе дадзеная распрацоўка не адмяняе ўважлівасці кіроўцы, таму мадэлі з праекцыяй на лабавое шкло меней практычныя, бо адцягваюць ад сачэння за дарогай.

Віды сістэм начнога бачання аўтамабіля

Распрацоўнікі аўтамабільных сістэм начнога бачання стварылі два выгляду прылад:

1. Прылады, якія маюць актыўны рэжым працы. Такія прынады абсталёўваюцца датчыкамі, якія ўлоўліваюць інфрачырвонае выпраменьванне, а таксама выпраменьвальнікамі, убудаванымі ў фары. ІЧ-лямпа свеціць удалячынь, ад паверхні прадметаў адлюстроўваюцца прамяні, а камера з датчыкамі ўлоўлівае іх і перадае на блок кіравання. Адтуль карцінка паступае на манітор. Прынцып працы падобны на функцыю чалавечага вока, толькі ў іч-дыяпазоне. Асаблівасць такіх прыбораў заключаецца ў тым, што на экран выводзіцца выразная карцінка з высокім дазволам. Праўда, адлегласць да спрацоўвання ў такіх мадыфікацый каля 250 метраў.
2. Пасіўны аналаг спрацоўвае на больш далёкай адлегласці (да 300м.) дзякуючы таму, што датчыкі ў ім працуюць па прынцыпе цеплавізара. Прыбор фіксуе выпраменьванне цяпла ад аб'ектаў, апрацоўвае яго і выводзіць на экран прылады ў выглядзе выявы ў чорна-белай інверсіі.

Няма неабходнасці выкарыстоўваць прыборы, якія ўлоўліваюць прамяні ад прадметаў, размешчаных далей 300 метраў. Чыннік у тым, што на маніторы такія прадметы будуць адлюстроўвацца проста ў выглядзе маленькіх кропак. Інфарматыўнасці ад такой дакладнасці няма, таму максімальная эфектыўнасць прыбора выяўляецца менавіта на такой адлегласці.

Сістэмы начнога бачання, распрацаваныя буйнымі канцэрнамі

Ствараючы інавацыйную сістэму бяспекі, аўтавытворцы імкнуцца распрацаваць унікальныя прылады, якія маюць перавагі ў параўнанні з аналагамі ад іншых кампаній. Хоць прыборы начнога бачання для аўтамабіляў маюць аднолькавы прынцып працы, усё ж у некаторых мадэляў ёсць свае адрозненні.

Для прыкладу параўнаем характарыстыкі мадыфікацыі ад трох вытворцаў з сусветным імем.

Night View Assist Plus ад Mercedes-Benz

Адна з унікальных распрацовак прадставіў нямецкі канцэрн, з канвеера якога сходзяць прэміяльныя аўтамабілі, якія аснашчаюцца асістэнтамі для вадзіцеляў, у тым ліку і NVA. Каб прылада адрознівалася ад аналагаў, у яе назове дададзена слова plus. Плюс у тым, што апроч старонніх аб'ектаў на дарозе камера здольная адрозніць таксама і ямы.

Прылада працуе па наступным прынцыпе:

1. ВК-датчыкі ўлоўліваюць адлюстраваныя прамяні ад любой паверхні, у тым ліку і ад няроўнай дарогі, і перадаюць інфармацыю на блок кіравання.
2. У той жа час відэакамера робіць здымку ўчастку наперадзе аўтамабіля. У гэтым элеменце ўстаноўлены святлаўлоўныя дыёды, якія рэагуюць на сонечнае святло. Уся гэтая інфармацыя таксама падаецца на ЭБУ прыбора.
3. Электроніка аб'ядноўвае ўсе дадзеныя, а таксама аналізуе, у якую частку сутак адбываецца апрацоўка даных.
4. На экране кансолі адлюстроўваецца ўся неабходная для кіроўцы інфармацыя.

Асаблівасць распрацоўкі ад Мэрсэдэс заключаецца ў тым, што электроніка прадпрымае некаторыя самастойныя дзеянні. Напрыклад, калі машына рухаецца з хуткасцю больш за 45 кіламетраў/гадзіну, а на дарозе з'яўляецца пешаход (адлегласць ад яго да аўтамабіля не перавышае 80 метраў), то аўтамабіль самастойна робіць некалькі светлавых сігналаў, уключаючы/выключаючы далёкае святло. Праўда, гэтая опцыя не спрацуе, калі на дарозе ёсць сустрэчная транспартная плынь.

Дынамічнае асвятленне ад BMW

Яе адна нямецкая распрацоўка, кіраванне якой робіцца ў інтэлектуальным рэжыме. Прыбор стаў больш бяспечным для пешаходаў. Асаблівасць прылады складаецца ў тым, што апроч інфрачырвоных датчыкаў яно абсталяванае сэнсарам сэрцабіцця. Іншымі словамі, электроніка здольная распазнаць стук сэрца жывой істоты, змешчанага не далей 100 метраў ад машыны.

У астатнім прылада мае падобныя датчыкі, камеру і экран. Таксама сістэма абсталёўваецца дадатковымі святлодыёдамі, якія папярэджваюць пешаходаў аб тым, што аўтамабіль набліжаецца (фары міргаюць некалькі разоў, але калі няма сустрэчнага аўто).

Яшчэ адна ўнікальнасць прынады ў тым, што святлодыёдная лінза можа выканаць паварот на 180 градусаў. Дзякуючы гэтаму NVA здольная распазнаць нават таго, хто набліжаецца да праезнай часткі, і загадзя яго папярэдзіць аб небяспецы.

Начны бачанне ад Audi

У 2010-м годзе арсенал перадавых распрацовак у галіне Night Vision папоўніла сродак ад кампаніі Audi. Прыбор абсталёўваецца цеплавізарам. Камеру ўсталявалі ў адным з кольцаў эмблемы (дарэчы, пра тое, чаму лагатып прадстаўлены чатырма кольцамі, распавядаецца ў гісторыі аўтамабільнай маркі Audi).

Для выгоды ва ўспрыманні на экране жывыя аб'екты на дарозе падсвятляюцца жаўтлявым адценнем. Распрацоўка была дапоўнена сачэннем за траекторыяй пешахода. Блок кіравання разлічвае, у які бок рухаецца машына, а ў які пешаход. На падставе гэтых дадзеных электроніка вызначае магчымы варыянт сутыкнення. Калі верагоднасць скрыжавання траекторый вялікая, то кіроўца пачуе гукавое апавяшчэнне, а чалавек (ці жывёла) на дысплеі будзе чырвоным.

Тэстуем айчынны прыбор

Акрамя штатных прылад любому аўтамабілісту, гатоваму раскашэліцца прыблізна на 250-500 даляраў, даступна абсталяванне, якое можна ўсталяваць на любы аўтамабіль. Раней гэтая опцыя была даступная толькі ўладальнікам элітных аўта. Разгледзім айчынную прыладу "Сава", якое працуе ў начным рэжыме не горш дарагіх мадэляў ад вядучых кампаній.

У камплект ўваходзяць:

• Дзве фары з інфрачырвонымі выпраменьвальнікамі. Першы рассейвае прамяні каля пярэдняй часткі машыны на адлегласці каля 80 м. Другі накіроўвае прамень удалячынь на дыстанцыю каля 250м. Іх можна ўсталяваць у аддзяленні для противотуманок або замацаваць асобна на бамперы.
• Відэакамера з вялікім дазволам, лінза якой таксама ўспрымае адлюстраваныя іч-прамяні.
• Манітор. Замест штатнага можна выкарыстоўваць практычна любы экран, сумяшчальны з сістэмамі відэаназірання, які прымяняецца ў аўтамабілях. Галоўная ўмова - дысплей павінен быць абсталяваны аналагавым відэаўваходам.
• Інфрачырвоны фільтр. Ён выглядае як невялікі экран для камеры лінзы. Яго мэта - адфільтроўваць перашкоды, якія ствараюць светлавыя хвалі.
• Блок кіравання, які апрацоўвае атрыманыя сігналы.

Калі параўноўваць эфектыўнасць прыбора і святла ад фар, тая прылада сапраўды здольна палегчыць задачу для кіроўцы ў распазнанні выдаленых аб'ектаў у цемры. Тэст на распазнанне двух аб'ектаў пры ўмове, што оптыка працуе ў рэжыме блізкага святла, а асістэнты стаяць на грунтавай дарозе:

• Адлегласць 50м. У святле фар вадзіцель заўважае толькі сілуэты, але падчас няхуткага руху іх можна аб'ехаць. На экране прыбора выразна відаць, што на дарозе стаіць два чалавекі.
• Дыстанцыя ў 100м. Сілуэты сталі практычна незаўважнымі. Калі машына рухаецца хутка (каля 60 км/г.), то ў кіроўцы застаецца мала чакай на рэакцыю, каб запаволіцца ці падрыхтавацца да аб'езду. Малюнак ж на экране не мяняецца. Адзінае - фігуры сталі крыху менш.
• Адлегласць у 150м. Асістэнтаў наогул не відаць - трэба ўключаць далёкае святло. На маніторы прыбора карцінка ўсё гэтак жа выразная: відаць якасць дарожнага пакрыцця, а сілуэты яшчэ зменшыліся, але іх добра відаць на адлюстраваным фоне.
• Максімальная дыстанцыя - 200м. Нават далёкае святло фар не дапамагае заўважыць староннія аб'екты на дарозе. Інфрачырвоная камера ўсё роўна распазнала два асобныя аб'екты. Адзінае, што іх памеры паменшыліся.

Як відаць, нават бюджэтны прыбор здольны аблегчыць задачу для кіроўцы, асабліва калі ў яго аўтамабілі ўсталяваныя штатныя лямпачкі. Калі замяніць іх на больш яркі аналаг, напрыклад, галагенавы, гэта можа раздражняць іншых удзельнікаў сустрэчнага руху. Бо чалавечае вока не здольны распазнаць інфрачырвоныя прамяні, у прыборы начнога бачання можна выкарыстоўваць магутныя выпраменьвальнікі. Яны не будуць адцягваць вадзіцеляў сустрэчных машын, затое аб'екты будуць бачныя відэакамерай.

Як усталяваць начное бачанне аўтамабіля?

Многія модулі для начнога бачання нагадваюць відэарэгістратар. Незалежна ад мадэлі яны павінны складацца з трох ключавых элементаў: экрана, блока і камеры (можа працаваць па прынцыпе цеплавізара ці з інфрачырвонымі выпраменьвальнікамі). Часам усе гэтыя элементы заключаны ў адзін корпус, што палягчае ўстаноўку.

Мантаж сістэмы выконваецца па наступнай схеме. Устаноўка відэакамеры залежыць ад тыпу прылады. Некаторыя можна ўсталяваць знадворку машыны. У гэтым выпадку важна забяспечыць чысціню лінзы. Іншыя мадыфікацыі прызначаны для мантажу ў раёне люстэрка задняга выгляду або на тарпеда.

Крыніца харчавання - у асноўным акб аўтамабіля, але сустракаюцца і варыянты з індывідуальным акумулятарам. Паведамленне з маніторам і модулем кіравання можа выконвацца пры дапамозе праваднога або бесправаднога злучэння. Аптымальна месца ўстаноўкі знешняй камеры павінна выбірацца з такога разліку: вышыня лінзы ад зямлі - 65см., Мінімальнае становішча ад асноўнай або противотуманной фары - 48 сантыметраў. Аб'ектыў павінен быць размешчаны ў цэнтры радыятарнай рашоткі.

Калі ў прыладзе выкарыстоўваецца не ІЧ-камера, а цеплавізійная, то яе трэба змясціць наколькі магчыма далей ад рухавіка. Так прыбор не будзе награвацца, што можа адмоўна адбіцца на яго эфектыўнасці. Што да бесправадной мадыфікацыі, трэба паспрабаваць максімальна скараціць даўжыню сілавога кабеля, каб ён не ствараў дадатковых перашкод.

Модуль, які працуе па бесправадной сувязі, можна замацаваць у любой частцы салона аўтамабіля. Галоўная ўмова кіроўца не павінен адцягвацца ад кіравання машынай, каб назіраць за сітуацыяй на дарозе па экране. Зручней за ўсё размясціць манітор прама перад вачыма вадзіцеля. Дзякуючы гэтаму яму дастаткова будзе проста сфакусавацца альбо на лабавым шкле, альбо на дысплеі.

Перавагі і недахопы

Адносна сістэм дапамогі кіроўцу існуе адно важнае правіла: ніводны сучасны асістэнт не адмяняе неабходнасць самастойнага кантролю над транспартным сродкам. Нават самая ўдасканаленая мадэль прыбораў мае свае абмежаванні.

NVA-сістэмамі практычна карыстацца па такіх прычынах:

• Па малюнку на экране прылады кіроўцу лягчэй арыентавацца ў межах дарожнага пакрыцця, асабліва ў прыцемках, калі святло фар яшчэ не так эфектыўна спраўляецца з задачай;
• Дысплей мае аптымальныя габарыты, дзякуючы чаму кіроўцу не трэба прыглядацца да таго, што паказвае прыбор, і не адцягваецца ад дарогі;
• Нават калі аўтамабіліст па натуральных прычынах не заўважыць пешахода або жывёла, якая выбегла на дарогу, прылада дапаможа прадухіліць сутыкненне, выдаўшы больш выразную карцінку ў параўнанні з тым, што бачыць сам аўтамабіліст;
• Дзякуючы надзейнасці прылады кіроўца з меншымі намаганнямі ўглядаецца ў дарогу і не так моцна стамляюцца яго вочы.

Тым не менш, нават у самай прасунутай сістэмы ёсць істотныя недахопы:

• Большасць мадэляў распазнаюць нерухомыя аб'екты ці тыя, якія перасоўваюцца па ходзе руху транспарта. Што да жывёл, якія перабягаюць дарогу, многія ўстройствы не своечасова апавяшчаюць вадзіцеля аб небяспецы. Напрыклад, камера можа распазнаць перашкоду на краі дарогі. На падставе гэтага вадзіцель распачне манеўр для аб'езду жывёлы, якая рухаецца ў бок манеўру. Так як камера з-за гэтага перадае карцінку з затрымкай, кіроўца можа здзейсніць наезд на аб'ект. Падобныя сітуацыі мінімізуюцца ў даражэйшых мадэлях, здольных распазнаваць хуткасць руху аб'ектаў і хутчэй перадаюць малюнак на дысплей.
• Калі ідзе дождж ці на вуліцы моцны туман, прылада не працуе, бо кроплі вільгаці адлюстроўваюць прамяні, скажаючы іх траекторыю.
• Нават калі манітор будзе размешчаны ў поле зроку вадзіцеля, яму трэба будзе адначасова сачыць і за дарогай, і за карцінкай на экране. Гэта ўскладняе задачу, што ў некаторых выпадках адцягвае ад ваджэння.

Такім чынам, прылада начнога бачання здольна палегчыць працу кіроўцу, але ўсё ж варта памятаць, што гэта ўсяго толькі электронны памагаты, у якога могуць назірацца збоі. Непрадбачаныя сітуацыі здольны прадухіліць толькі кіроўца, таму яму ўсё роўна трэба быць лімітава ўважлівым, пакуль аўтамабіль рухаецца.

Вось невялікае відэа аб тым, як працуе падобная сістэма ў рэальных умовах:

Прыбор начнога бачання ў аўта! Lanmodo Vast1080P

Пытанні і адказы:

Як бачыць прыбор начнога бачання? Ад прадмета адлюстроўваецца пучок святла (незаўважны чалавечаму воку), пападае ў аб'ектыў. Лінза факусуе яго на электронна-аптычным пераўтваральніку, ён узмацняецца і адлюстроўваецца на экране.