車載紅外夜視系統(tǒng)應(yīng)用發(fā)展分析

姚智慧

摘要：隨著汽車時代的全面到來，交通事故率的高低直接影響著汽車安全系數(shù)的評價標(biāo)準(zhǔn)。紅外夜視系統(tǒng)作為紅外技術(shù)在汽車上的一種實際應(yīng)用，其在夜間駕駛以及能見度較低的惡劣氣候的影響下，表現(xiàn)出的目標(biāo)對比度高、成像質(zhì)量光線影響性小等突出特點，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，做到提前預(yù)防危險，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)分為被動安全系統(tǒng)和主動安全系統(tǒng)。被動安全系統(tǒng)，即事故發(fā)生時，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；主動安全系統(tǒng)，即事故發(fā)生之前，有主動避險功能的輔助安全系統(tǒng)，如：ABS、EBD、DSC等防護(hù)系統(tǒng)。據(jù)美國國家公路交通管理局（NHTSA）統(tǒng)計，雖然夜間行車在整個公路交通中只占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值和的突出的必要性的安全系統(tǒng)。

1系統(tǒng)簡介

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)用也不過十幾年，但由于造價和結(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。而在實際駕駛過程中，這樣的可視距離根本無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)備的升級完善，主動式紅外夜視系統(tǒng)迎來了全面發(fā)展。其應(yīng)用范圍廣泛的深入到各個行業(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)。

作為開創(chuàng)者，美國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熱能產(chǎn)生感應(yīng)功能的相機(jī)，同時還增加防撞層設(shè)計。在設(shè)備的不斷更新與改進(jìn)中，逐漸實現(xiàn)了對人與動物的識別與標(biāo)記，當(dāng)車輛與目標(biāo)物體超過一定的安全距離時，車輛會通過報警設(shè)備的啟動來提示駕駛員，以保證駕駛安全。同樣配備該系統(tǒng)的還有奔馳的S550和E級車型。該系統(tǒng)可以觀測到150m遠(yuǎn)處的物體，并由前窗內(nèi)的可感應(yīng)特定波長的攝像機(jī)轉(zhuǎn)換為圖像信號，顯示在儀表盤上。和寶馬的被動紅外夜視系統(tǒng)不同的是，該系統(tǒng)可以檢測到輻射微小熱量的物體。

當(dāng)然，在我國，許多國產(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別車型中脫穎而出。兩款車型均采用主動式紅外夜視技術(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，其顯示器部分亦采用了抬頭顯示器。

國內(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發(fā)被動式紅外夜視系統(tǒng)，而德爾福、博世集團(tuán)、法雷奧等企業(yè)則主要開發(fā)主動式紅外夜視系統(tǒng)或解決方案。

另外，各個高等院校也對該領(lǐng)域進(jìn)行了相關(guān)的研究和開發(fā)。如廈門大學(xué)的師生們針對汽車行駛過程中，車輛自身震動以及周圍環(huán)境的改變對系統(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問題；華南理工大學(xué)的師生們通過模擬仿真和實車測試，建立了一套針對遠(yuǎn)光燈強(qiáng)光干擾的主動式紅外熱成像車載夜視系統(tǒng)，這對夜視系統(tǒng)的改進(jìn)以及主動防范事故有著突破性的意義。

3結(jié)語

在汽車工業(yè)飛速發(fā)展和人們安全意識日益提高的今天，如何提高汽車行駛主動安全性能一直是汽車行駛安全所追求的重要目標(biāo)。現(xiàn)如今，人們對汽車性能的改進(jìn)與更新越來越關(guān)注，特別是對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，保證了安全駕駛，具有非常高的安全價值。

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