Как работает система ночного виденья?

Технологии электроники

  • Приборы ночного видения имеются в арсенале не только армии, но и охотников, рыболовов, спасателей, охранных подразделений и спецслужб.
  • Также приборы ночного видения находят применение в сфере изучения ночной жизни природы.
  • На фото – охотничий прицел Dedal 164 Night Vision со встроенным устройством ночного видения и активной ИК-подсветкой.

Как работает система ночного виденья?

Принципы ночного видения

В дневное время суток окружающие нас предметы мы видим по причине того, что солнечный свет падает на поверхность предметов и объектов, а затем рассеивается и попадает на чувствительную сетчатку глаза.

В ночное время естественного освещения нет, и человеческий глаз не в силах хорошо разглядеть окружающие предметы. Несмотря на отсутствие естественного освещения в ночное время присутствует слабое фоновое инфракрасное излучение с длиной волны менее 1 мкм (микрометра).

Фоновое инфракрасное излучение вызвано рассеянием в облаках и других неоднородностях атмосферы удалённых источников излучения, таких как звёзд, Луны и пр. Чтобы разглядеть окружающую обстановку ночью необходимо принять это фоновое излучение, затем усилить и преобразовать в видимое изображение.

Для работы в шахтах, закрытых помещениях и тоннелях, где естественного фонового излучения нет, применяется активная инфракрасная подсветка.

Как устроены приборы ночного видения?

В основе любого прибора ночного видения лежит электронно-оптический преобразователь (ЭОП).

Электронно-оптический преобразователь состоит из объектива, вакуумной трубки, умножителя напряжения, источника питания и экрана. Вот здесь можно ознакомиться с устройством электронно-оптического преобразователя на конкретном примере.

Объектив содержит в своём составе полупрозрачный фотокатод, который улавливает инфракрасное излучение. Под действием эффекта фотоэлектронной эмиссии (внешнего фотоэффекта) вокруг фотокатода появляется облако электронов. Плотность электронов в облаке полностью соответствует распределению света и тени в принимаемом оптическом изображении.

Как работает система ночного виденья?

Между фотокатодом и экраном приложено постоянное напряжение величиной 10 – 12 кВ (10000 – 12000 Вольт). Это напряжение разгоняет электроны от фотокатода, и они попадают на люминесцентный слой, который нанесён на экран. Люминесцентный слой начинает светиться в видимой для человеческого глаза области излучения.

Для того чтобы получаемое на экране изображение было более чётким, внутри вакуумной трубки размещена фокусирующая система. Эта система способствует формированию более чёткой траектории движения электронов, а, следовательно, и более чёткому изображению на люминесцентном слое.

Как работает система ночного виденья?

Как устроен фотокатод?

Изнутри входного окна объектива нанесён прозрачный токопроводящий слой – это электрод фотокатода. На этот электрод осаждают активный слой полупроводникового материала. Полупроводниковый слой может быть сурьмяно-цезиевым, кислородо-серебряно-цезиевый или многощелочной (соединение сурьмы с калием, натрием и цезием).

Фотокатод обладает хорошей фотоэмиссией в видимой и инфракрасной областях спектра.

Самой лучшей фотоэмиссией обладает многощелочной фотокатод. Изготавливают его методом осаждения слоя сурьмы с обработкой парами цезия, натрия и калия. Спектральная чувствительность такого фотокатода находится в области значений длины волны от 0,3 мкм до 0,9 мкм.

Требования к экрану

Самая главная характеристика люминесцентного экрана – это светоотдача и чёткость.

Для получения высокой светоотдачи экран покрывают люминофором из водной суспензии. Поверх люминофорного покрытия наносят слой органического лака. Затем методом испарения в вакууме напыляют алюминиевую плёнку. После этого всю систему нагревают до 4000 С, в результате чего органический лак сгорает.

Толщина алюминиевой плёнки 120 – 200 нм (нанометров). Служит алюминиевая плёнка для того, чтобы свечение люминофора, направленное в сторону фотокатода (около 50%) отразилось и излучало в сторону окуляра.

Как работает система ночного виденья?

Этим достигается высокая светоотдача экрана.

Алюминиевая плёнка задерживает 2-3% быстрых электронов при ускоряющем напряжении 15 кВ. Выигрыш, который получается при использовании алюминиевой плёнки гораздо выше.

  1. В современных приборах ночного видения коэффициент усиления света может достигать величины 100000 при угле зрения в 10 – 25 градусов.
  2. Невероятно высокого коэффициента усиления света удалось получить с применением микроканальных пластин, а высокую разрешающую способность при помощи волоконно-оптических пластин.
  3. Изображение, наблюдаемое в окуляре прибора ночного видения, как правило, имеет зеленоватый оттенок.
  4. Существует несколько поколений ЭОП, характеризующихся различными особенностями, технологическими уловками и усовершенствованиями.
  • Поколение Ⅰ (изображение размыто по краям, а к центру имеет более высокую чёткость);
  • Поколение Ⅱ (применяется микроканальная пластина – МКП.);
  • Поколение Ⅲ (используется фотокатод на основе арсенида галлия – GaAs);
  • Поколение Ⅳ (применены новые технологии, позволившие увеличить дальность обнаружения и разрешающую способность, применение матриц ПЗС, встраивание ПЗС-матриц внутрь ЭОП, удалённая передача изображения от сенсорного блока (Объектив+ЭОП+ПЗС) на дисплей по проводному или радиоканалу);
  • Поколение Ⅴ (встраивание в ЭОП ПЗС, а также процессоров обработки изображения, приёмопередатчика, схемы управления питанием и т.д).

Кроме этого, есть приборы поколения Ⅰ+, Ⅱ+. Так, в приборах поколения Ⅰ+ на входе или выходе ЭОП устанавливается оптоволоконная шайба, за счёт которой удаётся увеличить разрешение и устранить характерное для ЭОП первого поколения размытие по краям.

Существуют также и ПНВ на основе ПЗС-матрицы (CCD), а не электронно-оптического преобразователя.

При желании CCD-матрицу можно разглядеть сквозь линзу объектива.

Как работает система ночного виденья?

Так как ПЗС-матрица является полупроводниковым устройством, и больше похожа на фоточувствительную память, то для работы совместно с ней используются специализированные контроллеры и процессоры.

Далее на фото показан объектив и печатная плата фоточувствительной матрицы от ПНВ фирмы Pulsar. Как видим, на печатных платах установлено множество цифровых микросхем.

Как работает система ночного виденья?

Такие приборы относятся к Ⅳ и Ⅴ поколениям. Приборы на основе ПЗС-матриц больше похожи на цифровую видеокамеру. Их относят к поколению Digital. Изображение у ПНВ на базе ПЗС-матриц чёрно-белое и не имеет зеленоватого оттенка, как у приборов на основе ЭОП.

Изображение с ПЗС-матрицы обрабатывается процессором и выводится на миниатюрный LCD-экран, который встроен в сам прибор ночного видения. Оцифрованное изображение можно записывать и сохранять в память, выводить на внешний монитор.

ПНВ с ПЗС-матрицей можно использовать в светлое время суток – засветка им не страшна. Минусом таких приборов является то, что для работы CCD-матрицы нужна активная инфракрасная подсветка. Например, в модели PULSAR Reflescope Digisight N770 подсветка реализована на базе лазерного диода с длиной излучаемой волны 780…915 нм.

Главная » Технологии » Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

Источник: https://go-radio.ru/night_vision.html

Описание и принцип работы системы ночного видения автомобиля

Управление автомобилем в темное время суток требует от водителя гораздо большей концентрации и повышенного внимания.

Ночная дорога иногда может быть совершенно непредсказуемой, поэтому не удивительно, что дальние поездки в условиях плохой видимости изматывают автовладельцев гораздо сильнее.

Для того чтобы облегчить поездку после наступления темноты, инженерами была разработана специальная система ночного видения, которая устанавливается преимущественно в автомобили премиум-сегмента.

Что такое система ночного видения NVA

Условия вождения в дневное и ночное время суток значительно отличаются.

Чтобы исключить возникновение опасных ситуаций в темноте, водителю приходится постоянно напрягать зрение и внимательнее всматриваться в даль.

Учитывая, что на территории Российской Федерации большинство трасс остаются неосвещенными, дальние поездки в условиях плохой видимости могут стать настоящим стрессом, особенно для начинающих водителей.

Как работает система ночного виденья?Система ночного видения автомобиля

Для того чтобы облегчить жизнь автомобилистов и обезопасить других участников движения в темное время суток, была разработана система ночного видения для автомобилей NVA (Night Vision Assist).

Изначально данная технология применялась в военных целях, однако, сравнительно недавно перешла и в повседневную жизнь, в том числе и в автомобильную промышленность.

Разработка помогает издалека увидеть пешеходов, животных или иные объекты, которые могут внезапно появиться на трассе.

Благодаря системе ночного видения водитель сможет вовремя среагировать на внезапное появление препятствия и остановить транспортное средство, исключая возможность столкновения.

Таким образом, NVA помогает автомобилисту:

  • избежать столкновения с неосвещенными препятствиями;
  • заметить других участников движения, представляющих потенциальную опасность, еще до тех пор, как они попадут в свет фар;
  • более уверенно контролировать траекторию движения, отчетливо наблюдая границы обочины и линию дорожной разметки, разделяющую между собой полосы встречного движения.

Как работает система ночного виденья?Пример работы системы ночного видения

Впервые Night Vision пассивного типа была установлена на американский автомобиль Cadillac DeVille в 2000 году.

Элементы конструкции

Система ночного видения состоит из четырех основных компонентов, взаимодействие которых обеспечивает безопасность на дороге:

  • датчики, считывающие инфракрасные и тепловые сигналы (обычно устанавливаются в фары головного света);
  • видеокамера за ветровым стеклом, снимающая дорожную обстановку;
  • электронный блок управления, обрабатывающий поступающую информацию;
  • дисплей на панели приборов, объединяющий изображения, полученные с датчиков и видеокамеры.

Таким образом, все сведения, полученные датчиками, преобразуются в изображение объекта и проецируются на монитор поверх кадров видеокамеры.

Как работает система ночного виденья?Расположение датчиков и камеры в автомобилях Mercedes-Benz

В качестве альтернативы привычному монитору также может использоваться проекция изображения на небольшой участок лобового стекла. Стоимость подобного оборудования уже значительно выше. Однако меняющиеся кадры на стекле перед водителем могут отвлекать его от управления транспортным средством, поэтому такой вариант применяется довольно редко.

Принцип работы системы

На сегодняшний день существует два основных вида систем ночного видения:

  Как работает система помощи при подъеме

Системы активного типа используют в своей работе дополнительные источники инфракрасного цвета, которые отдельно устанавливаются на транспортное средство. Обычно активные системы могут считывать информацию на расстоянии до 250 метров от объекта. При этом на экран выводится четкое изображение высокого качества.

Пассивные системы работают подобно тепловизору, не используя инфракрасные спектры.

Читайте также:  Как выбрать автомобильный компрессор shelfer?

Воспринимая тепловое излучение, исходящее от объектов, датчики воспроизводят картину происходящего на дороге.

Поэтому изображения в таком случае получаются более контрастными, но менее четкими, отображаются в серых тонах. Зато дальность работы системы увеличивается примерно до 300 метров, а иногда и больше.

Системы активного типа применяются, например, такими крупными автопроизводителями, как Мерседес и Тойота. Пассивные NVA устанавливают концерны Ауди, БМВ и Хонда.

Несмотря на то, что пассивные системы обладают большей дальностью, специалисты в большинстве случаев отдают предпочтение активным приборам NVA.

Системы ночного видения, разработанные крупными концернами

Каждый автопроизводитель всегда старается привносить что-то новое в созданные ранее функции и системы. Поэтому некоторые крупные автомобильные концерны разработали свои разновидности приборов ночного видения. Приведем самые известные примеры.

Night View Assist Plus от Mercedes-Benz

Ярким образцом активной системы NVA является разработка концерна Мерседес — Night View Assist Plus. Ее уникальная особенность заключается в том, что система сможет проинформировать водителя даже о небольших ямах и неровностях дорожного полотна, а также предупредить пешеходов о возможной опасности.

Работа Night View Assist Plus происходит следующим образом:

  • высокоточные инфракрасные датчики фиксируют малейшие препятствия, возникающие на дороге;
  • видеокамера определяет, в какое время суток происходит поездка на автомобиле, а также воспроизводит все детали дорожной обстановки;
  • электронный блок управления анализирует поступающую информацию и выводит ее на экран монитора.

Если Night View Assist Plus зафиксирует на дороге пешехода, то автомобиль автоматически предупредит его о возможной опасности, подав несколько коротких световых сигналов фарами. Однако такое предупреждение сработает лишь в том случае, если на трассе отсутствует встречный поток машин, водителей которых свет фар может ослепить.

Наиболее результативно система от Мерседес работает в условиях, когда скорость автомобиля превышает 45 км/ч, а расстояние от транспортного средства до препятствия или пешехода составляет не более 80 метров.

Dynamic Light Spot от BMW

Еще одной значимой разработкой является система Dynamic Light Spot, созданная инженерами немецкой компании БМВ.

В основе используется интеллектуальный прибор ночного видения, который стал еще более совершенным в отношении безопасности пешеходов.

Фиксировать опасную близость людей к дороге позволяет уникальный датчик сердцебиения, который может обнаружить человека или другое живое существо на расстоянии до 100 метров.

Вместе с остальными элементами системы, в оптику автомобиля монтируются дополнительные светодиоды, которые своевременно привлекут внимание пешеходов и предупредят их о приближении машины.

Диодные фары способны поворачиваться на 180 градусов, что предоставляет возможность привлечь внимание даже тех людей, которые еще только приближаются к проезжей части.

Night Vision от Audi

Как работает система ночного виденья?Тепловизионная камера в Audi A8

В 2010 году свою новинку представил концерн Ауди. Тепловизионная камера А8, удобно разместившаяся на машине возле эмблемы автопроизводителя, способна «видеть» на расстоянии до 300 метров. Людей система выделяет желтым цветом, чтобы гарантированно привлечь внимание водителя. Также бортовой компьютер Audi способен вычислить возможную траекторию движения пешехода. Если автоматика определит, что пути автомобиля и человека пересекутся, пешеход будет отмечен на дисплее красным цветом. Дополнительно система воспроизведет звуковой сигнал, который предупредит об опасности.

  Описание и функции системы активной безопасности автомобиля

Можно ли купить внештатное оборудование

Система ночного видения присутствует в комплектации автомобиля довольно редко. В основном NVA в качестве заводской функции можно увидеть в дорогих иномарках премиум-сегмента.

При этом у автомобилистов возникает законный вопрос: можно ли установить Night Vision в свой автомобиль самостоятельно? Такой вариант действительно возможен.

На рынке представлен большой выбор доступных систем как от российских, так и от зарубежных производителей.

Правда, сразу стоит отметить, что покупка обойдется недешево: в среднем цена оборудования на рынке колеблется от 50 до 100 тысяч рублей. Дополнительные расходы будут связаны с монтажом и настройкой оборудования, так как самостоятельно установить все приборы будет не так просто.

Преимущества и недостатки

Какой бы совершенной ни казалась разработка, облегчающая передвижение на автомобиле в ночное время, она имеет как свои преимущества, так и недостатки. К очевидным плюсам NVA можно отнести:

  • высокое качество отображения, позволяющее отчетливо увидеть границы дороги и препятствия на пути;
  • компактный экран, передающий картинку, не занимает много места, но в то же время не заставляет водителя всматриваться в изображение;
  • водитель чувствует себя гораздо увереннее и комфортнее во время движения в темное время суток;
  • глаза автомобилиста меньше устают, поэтому концентрация на дороге сохраняется лучше.

Среди минусов системы NVA водители отмечают:

  • система четко фиксирует неподвижные объекты, но, например, животное, перебегающее дорогу, может быть плохо отличимым из-за высокой скорости его перемещения;
  • в сложных метеорологических условиях (например, при тумане или дожде) применение Night Vision невозможно;
  • контролируя дорогу по изображениям, воспроизводимым на мониторе, автомобилисту придется смотреть на экран, а не на саму дорогу, что не всегда бывает удобно.

Прибор ночного видения может существенно облегчить управление автомобилем в темное время суток. Наиболее совершенные системы позаботятся не только о безопасности водителя, но и предупредят пешеходов о приближающемся автомобиле.

Однако каждому автомобилисту важно помнить, что полностью полагаться на приборы нельзя: водитель всегда должен быть сконцентрирован на дороге, чтобы в случае непредвиденной ситуации вовремя принять нужные меры и избежать дорожно-транспортного происшествия.

(2

Источник: https://TechAutoPort.ru/sistemy-bezopasnosti/aktivnaya/sistema-nochnogo-videniya.html

Принцип действия автомобильных систем ночного видения и можно ли их сделать своими руками

Системы ночного видения уже достаточно давно и активно используются в военной индустрии. Ими оснащают разнообразную технику, комплектуют соответствующими приборами военных. А вот в мир гражданских автомобилей это оборудование попало совсем недавно, но успело громко заявить о себе. Не все понимают, зачем на обычной машине нужна подобная система и что она даёт.

В действительности это полезные устройства, значительно повышающие уровень безопасности и дающие уверенность водителям при передвижении в тёмное время суток. Важно учитывать, какой именно прибор ночного видения (ПНВ) вы будете использовать, поскольку системы могут быть реализовать по-разному. Одни просто повышают яркость картинки, которая передаётся с внешних камер на монитор.

Другие же, являющиеся более функциональными, преобразуют изображение с помощью дополнительных инфракрасных датчиков. Это превосходный дополнительный помощник. Но пока подобные системы устанавливаются преимущественно на дорогостоящие автомобили ведущих автопроизводителей.

Владельцы более скромных машин также могут рассчитывать на установку системы, причём многие делают её своими руками практически из подручных средств.

Как работает система ночного виденья?Принцип работы системы ночного видения.

Что это такое

Всем знакома ситуация, когда в тёмное время суток приходится переключаться постоянно с дальнего света на ближний, чтобы не слепить встречный транспорт. Это требует постоянной фокусировки зрения, которое находится в состоянии напряжения. Плюс ближний свет не всегда позволяет полноценно оценить происходящее на обочине.

Выбегающие пешеходы, велосипедисты без опознавательных сигналов, припаркованная машина и многое другое могут стать настоящей проблемой. И чтобы её избежать, автомобили оснащаются различными ассистентами и системами, стараются улучшить работу светового оборудования. Но этого далеко не всегда оказывается достаточно.

Потому производители начали постепенно внедрять системы ночного видения, которые прекрасно проявили себя на практике. Системы ночного видения для автомобилей представляют собой специальные приборы для повышения качества восприятия окружающего пространства при условиях плохой видимости, которая обусловлена тёмным временем суток, туманом, дымом и пр.

В подавляющем большинстве случаев ПНВ идёт в качестве дополнительного оборудования, причём стоит такая опция достаточно много.

Наиболее эффективными считаются системы ночного видения, которые устанавливаются в передней части автомобиля. Камера работает совместно со специальными инфракрасными датчиками. Изображение с видеокамеры передаётся на блок управления, куда также поступают данные с датчиков. ЭБУ обрабатывает информацию и выводит её на монитор внутри авто.

В итоге водитель может видеть на экране то, что человеческий глаз разглядеть не способен. Альтернативой монитору выступает проекция, которая отображается непосредственно на лобовом стекле. Но подобные системы намного дороже, реализовать их своими руками не получится. Это сугубо заводское оборудование.

Существующие на рынке системы можно разделить на 2 категории:

  • Активные. Здесь используется источник инфракрасного излучения, расположенный непосредственно на самом транспортном средстве;
  • Пассивные. Отличаются тем, что инфракрасные излучатели отсутствуют, потому излучения принимаются только от самих объектов.

ПНВ способны показывать происходящее на дороге на расстоянии около 300 метров, но не более.

Этого оказывается вполне достаточно, чтобы вовремя сориентироваться, принять соответствующее решение и избежать ДТП, либо иной неприятной ситуации.

На самых современных системах ночного видения предусмотрено наличие оповещения и самих пешеходов. Конструктивно ПНВ состоят из нескольких основных компонентов:

  • инфракрасных датчиков излучателей;
  • видеокамеры;
  • электронного блока управления;
  • монитора.

Инфракрасные излучатели, в зависимости от типа прибора, бывают активными и пассивными. Их устанавливают непосредственно в корпус фар, что позволяет следить за происходящим впереди. Камера используется обычная, без каких-либо специальных дополнительных систем.

Её устанавливают в районе лобового стекла. Электронный блок управления предназначен для сбора информации с видеокамеры и излучателей, а также для дальнейшей обработки.

Монитор выводит обработанную информацию на дисплей, и полученное изображение с возможными незаметными глазу препятствиями становится доступным водителю.

Виды и принцип работы

В работе камер ночного видения для автомобилей основные функции выполняют датчики и камера. Датчики улавливают инфракрасные и тепловые сигналы, а камера снимает изображение. Когда электронный блок управления обрабатывает полученные данные, на экране проецируется картинка.

Читайте также:  Автомобильная адаптация дроссельной заслонки пассат б5

Обычно это бесцветный образ в заданном масштабе. Но тут важно учитывать тот факт, что прибор ночного видения, предусмотренный в конструкции автомобиля, может быть активным или пассивным. В зависимости от того, какой ПНВ установлен, различают принцип их работы.

Активные системы нашли широкое применение в автомобилях компаний Toyota и Mercedes. Здесь предусмотрены инфракрасные излучатели, которые по желанию устанавливаются как отдельная опция. Это позволяет отображать на мониторе картинку с хорошим качеством и разрешением.

Такие ПНВ способны обнаружить препятствия на расстоянии около 250 метров.

А вот пассивным системам отдают предпочтение компании Honda, Audi и BMW. Здесь принцип несколько иной. Фактически тут используется тепловизор, способный самостоятельно улавливать инфракрасные излучения от объектов, находящихся впереди транспортного средства.

Не все специалисты согласны с тем, что тепловизоры правильно называть приборами ночного видения. Но поскольку они выполняют свою функцию, то такое название вполне можно считать справедливым. Преимущество тепловизорных ПНВ заключается в том, что их дальность работы составляет до 320 метров. А это больше, нежели у активных аналогов.

Зато выводимое на дисплей изображение имеет меньшее качества и большую контрастность.

Лучшие заводские ПНВ

В вопросе безопасности автомобилей всегда ведущие позиции занимали немецкие автоконцерны. Вот и в плане используемых приборов ночного видения эксперты считают, что именно компании из Германии оснащают свои машины пока что лучшими системами.

  • Night View Assist Plus. Так свою разработку назвали в компании Mercedes. Эта система отличается наличием функции оповещения пешеходов об опасности, которая дополнила стандартный оповещатель самого водителя. Конструктивно это комплекс из инфракрасных камер в составе головной оптики, видеокамер, монитора и электронного блока управления. Инфракрасные камеры позволяют автомобилю следить за происходящим на дороге, а обычные камеры определяют время суток, фиксируют встречный транспорт и записывают видео. Для предупреждения пешеходов используется система звуковых и световых сигналов. Включается ПНВ автоматически, когда скорость составляет более 45 километров в час. Электроника способна распознать пешехода на расстоянии до 80 метров; Как работает система ночного виденья?
  • Dynamic Light Spot. Это система, дополняющая ПНВ компании BMW. Они сумели продвинуться ещё дальше, чем конкуренты из Mercedes в плане оповещения пешеходов. У них используется интеллектуальный прибор ночного видения, способны обнаружить пешеходов в опасной близости от дороги. Особенность оборудования в том, что здесь применяется датчик сердцебиения. Он определяет наличие живых существу и может фиксировать их на расстоянии до 100 метров. В основную оптику вмонтированы дополнительные диоды, предназначенные для освещения находящихся около дороги объектов и информирования их об опасности. Как работает система ночного виденья?

Использование приборов ночного видения на автомобилях имеет ряд неоспоримых преимуществ. Причём их можно получить даже от самых простых систем, которые становятся постепенно устаревшими. Но всё равно они способны качественно выполнять свои задачи, вовремя информировать водителя, а также предупреждать пешеходов о потенциальных угрозах.

Самодельные ПНВ

Некоторые удивятся, но в действительности автомобильный прибор для повышения безопасности реально собрать своими руками. Чтобы обеспечить ночное видение для своего автомобиля, потребуется определённый набор комплектующих. Найти их не сложно, потому многие энтузиасты с удовольствием берутся за это дело.

Хочется предупредить заранее, что без опыта работы с электрикой и автомобильной электроникой за такое дело браться не стоит. При желании можно обратиться за помощью к специалистам, которые сами соберут и установят на вашу машину достойную систему ночного видения.

Но если вы твёрдо решили собрать устройство своими руками, потребуется собрать определённые комплектующие, из которых прибор ночного видения и будет состоять.

  1. Монитор. Именно на него будет выводиться вся информация. Некоторые используют мониторы старых видеокамер. Либо же можно приобрести полноценный новый дисплей. Всё зависит от того, какого размера экран вы хотите получить, и насколько ваш бюджет позволяет делать подобные покупки.
  2. Видеоискатель. Также берётся из старой видеокамеры. Это оптимальный вариант. Причём не обязательно разбирать новую камеру. Если зайти на обычный радиорынок, который есть практически в любом городе, можно по низкой цене купить уже разобранный видеоискатель, либо же купить нерабочую камеру, где искатель остался цел. Запчасти от видеокамер найти не сложно.
  3. Камера ночного видения. С этим несколько сложнее, поскольку вам потребуется обязательно рабочая и хорошо функционирующая ночная камера. В отделениях магазинов бытовой техники подобное устройство вы вряд ли найдёте. Они продаются тем, где предлагают различные системы наблюдения для домов, офисов, предприятий и пр. Именно здесь и нужно искать камеру, оснащённую режимом ночного видения. Они сравнительно недорогие, потому сильно по бюджету такая покупка не ударит.
  4. Инфракрасные излучатели. В общей сложности для автомобиля требуется 6 таких устройств. Их поиски стоит начинать с магазинов радиотехники. Какой будет диапазон подсветки у излучателей, решайте уже сами. Чем он больше, тем в итоге дороге обойдётся набор новых инфракрасных излучателей.

Нельзя сказать, что сборка подразумевает проведение каких-то очень сложных мероприятий. Есть имеется хоть небольшой опыт в работе с такими устройствами, на изготовление системы автомобильного ночного видения уйдёт буквально несколько часов. Основной задачей здесь является создание связи между видеокамерой, видеоискателем и инфракрасными излучателями.

Для этого потребуется соединить пару наиболее значимых проводов. Это общий провод от видеокамеры и видеовыход, а также видеоискатель с видеовыходом. Выполнив подобное подключение, все приборы в итоге объединятся в общую схему. Заранее подготовив себе схему подключения, каждый прибор устанавливается на своё место, подключается друг к другу и тестируется.

Как работает система ночного виденья?

Немаловажно запомнить тот факт, что видеоискатель, как и сама видеокамера, обязательно должны работать от одного напряжения. Поскольку речь идёт о бортовой сети, здесь оптимальным вариантом будет 5 Вольт.

Не забудьте про специальный переходник, который предназначен для объединения монитора, размещаемого внутри автомобиля, и самой видеокамеры, выводящей изображение на дисплей. Не обойтись и без специального переключателя, необходимого для работы инфракрасных излучателей, камеры и салонного дисплея.

На приобретение этих дополнительных комплектующих много денег тратить не придётся. Это всё равно в разы дешевле, чем покупать премиум автомобиль с заводским прибором ночного видения. Устанавливать ли на свою машину систему для лучшего ночного видения происходящего вокруг или нет, каждый решает сам для себя.

Это полезное и эффективное оборудование, способное помочь в экстренных ситуациях и предотвратить дорожно-транспортные происшествия. Но система больше актуальна для тех, кто предпочитает ездить ночью, либо кому приходится передвигаться на машине в основном в ночное время суток.

Не забывайте, что полагаться только на систему нельзя. Хотя прибор ночного видения и может разглядеть препятствия, никто не должен снижать концентрацию.

Будьте предельно внимательными на дорогах, следите за ситуацией вокруг вас, не превышайте скоростной режим и корректируйте работу головной оптики по мере необходимости.

Порой именно неправильно установленные или настроенные фары становятся причиной наезда на пешеходов в тёмное время суток, аварий с участием припаркованных машин и пр. Помните и о важности оставаться заметным на ночных дорогах.

Для этого всегда включайте аварийные сигналы в случае остановки, не паркуйтесь в неположенных местах с оживлённым движением, а также не забывайте о требованиях относительно использования световозвращающих жилетов.

Источник: https://drivertip.ru/osnovy/kak-rabotaet-sistema-nochnogo-videniya-avtomobilya.html

Принцип работы приборов ночного видения

Начиная разговор на тему принципа работы приборов ночного видения, необходимо сразу уточнить одно весьма распространенное заблуждение, встречающееся среди людей впервые сталкивающихся с прибором ночного видения.

Ни один прибор ночного видения не может «видеть» в полной, то есть абсолютной темноте, если не используется специальная инфракрасная подсветка.

Другими словами, если в окружающем пространстве совершенно не присутствует свет в видимом человеческому глазу диапазоне, или в примыкающей к нему области инфракрасного света (например наглухо закрытое помещение «без окон, без дверей»), то ни через один, пусть даже самый дорогой прибор вы ничего не увидите. Каждый прибор ночного видения работает по принципу многократного (ограниченного техническими возможностями ПНВ) усиления уже существующего света, до величин достаточных для восприятия невооруженным глазом.

Опишем работу ПНВ: имеется объект наблюдения в условиях столь низкого освещения, что чувствительности человеческого глаза не хватает, чтобы его подробно рассмотреть. Отраженный от объекта свет попадает на входную линзу оптической системы ПНВ — объектив.

Объектив собирает падающий на него свет и фокусирует изображение объекта на поверхности основного элемента любого ПНВ — Электронно-Оптического Преобразователя (ЭОП), называемого фотокатодом. Задача ЭОП — усилить в несколько сотен или тысяч раз световой поток, который поступил на него через объектив, и передать изображение объекта на люминесцентный экран.

Изображение на этом экране и рассматривает наблюдатель через вторую часть оптической системы ПНВ — окуляр.

Описанная выше схема — называется пассивным режимом работы ПНВ. То есть прибор всего лишь пассивно усиливает попадающий на него световой поток. Есть свет — есть что усиливать.

Если же света нет, или его столь ничтожно мало, что ЭОП технически не может его усилить до величин различимых невооруженным глазом — люминесцентный экран останется темным, и в прибор ничего не будет видно (разве что собственные шумы ЭОП).

Для таких случаев (темнота — «хоть глаз выколи»), практически все существующие на сегодня ПНВ гражданского назначения, за очень редким исключением, имеют в своей конструкции встроенный, а иногда съемный, инфракрасный (ИК) осветитель (иногда его называют «подсветкой»).

Читайте также:  Устройство и основые проблемы топливного насоса на форд коннект

ИК осветитель служит дополнительным источником света и используется когда естественной освещенности окружающего пространства не достаточно для комфортной работы ПНВ. В качестве источника света в ИК осветителях используются ИК-светодиоды, реже — более дорогостоящие лазерные диоды ИК диапазона.

Необходимо отметить, что лазерное излучение представляет опасность для зрения и потому использование лазерных диодов в ИК осветителях запрещено законодательствами некоторых стран. Режим работы ПНВ с включенным ИК осветителем называется активным. Дальность действия ИК осветителя зависит его мощности.

Миниатюрные осветители мощностью 5 мВт, позволяют ориентироваться на расстоянии 20-30 метров, например в помещении, можно осмотреть небольшой двор. Мощность осветителя 10 мВт даст дистанцию наблюдения 50-70 метров, 20 мВт — 120-150 метров.

Более мощные светодиодные ИК осветители мощностью 100-200 мВт (иногда их называют ИК фонарями), и лазерные ИК осветители, чаще используются как вторая, дополнительная подсветка.

Обычно имеют съемную конструкцию, и механизм фокусировки позволяющий собрать свет в более узкий пучок и увеличить дистанцию наблюдения, достигающую 300-500 метров. В ПНВ с ЭОП GenI используются ИК осветители на диодах работающих в видимом ИК-диапазоне, что оказывает демаскирующее действие на наблюдателя.

Другими словами работающий ИК осветитель видно со стороны примерно как огонек зажженной сигареты. В ПНВ с ЭОП GenII, GenII+, GenII++, GenII могут использоваться осветители ИК-диапазона не видимого человеческим глазом.

Материал предоставлен компанией Yukon www.yukonopticsglobal.com Составители: Бабич А.Е., Абакумов А.В.

Консультант: Буглак Н.А.

Источник: https://opticdevices.ru/article_16.html

Автомобильные системы ночного вождения — Планк

Разбираемся в современных системах безопасности для автомобилей. Принцип работы и главные преимущества.

Безопасность при вождении автомобиля это приоритет для любого водителя. Особенно важно это становится ночью, когда поездка на машине в условиях плохой видимости сопряжена с высоким риском для водителей, пассажиров, для окружающих людей и животных.

Автомобильный тепловизор станет настоящей находкой для водителей, передвигающихся в ночное время и заботящихся о собственном спокойствии и безопасности пешеходов.

Тепловизионные устройства позволяют замечать объекты и препятствия, находящиеся вне зоны видимости фар, дают возможность вовремя среагировать и избежать наезда или столкновения.

Какие задачи решает система ночного вождения?

  • Показывает и визуализирует слабоосвещенные и не попадающие в диапазон видимости штатного освещения препятствия.
  • Предупреждает о потенциально опасных объектах (перебегающие дорогу люди и животные, встречные автомобили).
  • Помогает сориентироваться на местности.
  • Снимает нагрузку с водителя, позволяя комфортно себя чувствовать в сложных условиях.
  • В разы снижает вероятность аварий.

Почему автомобильная система ночного видения – необходимость?

  • Установка системы ночного вождения в автомобиль– поможет автомобилистам обнаруживать опасные препятствия на проезжей части, на порядок снижает напряжение водителя при управлении ТС в условиях плохой видимости и ночное время, способствует уверенному управлению в любое время и при любых погодных условиях.
  • Профессиональные охотники устанавливают систему ночного вождения в машину для наблюдения и обнаружения дичи прямо из автомобиля.
  • Автолюбители, стремящиеся оснастить салон по последнему слову техники, приобретают систему ночного видения для автомобиля с целью выделит свой автомобиль и создать для себя максимально комфортные условия.
  • И если раньше систему ночного видения в авто можно было встретить только в люксовых категориях автотранспорта, то сейчас их устанавливают и в бюджетных моделях.

Принцип работы тепловизора для автомобиля и его отличие от ПНВ

Обнаружение предмета в системе ночного вождения происходит за счет разницы температур объекта и окружающей среды, позволяющей ориентироваться даже в полной темноте.

Тепловое излучение объекта улавливается прибором и преобразует его в изображение, выводимое на дисплей в различных оттенках.

Автотепловизор улавливает тепловое поле любого объекта, наличие препятствий между предметом, излучающим тепло, и камерой – не проблема.

В отличие от тепловизора, для успешного распознавания предмета с помощью ПНВ необходим дополнительный источник света, что не всегда возможно обеспечить.

ПНВ работает по принципу усиления отражения света от предмета, помогая ориентироваться при слабом уровне освещенности. Если сравнить изображение, полученное с помощью ПНВ и тепловизора, картинка прибора ночного видения получается более эффектной.

Но с точки зрения функциональности и широты использования возможности тепловизора несравнимо выше.

Важные преимущества автомобильного тепловизора перед ПНВ

  • Тепловизионная камера ночного видения для автомобиля не нуждается в дополнительных источниках света, четкость изображения не зависит от погодных условий и наличия препятствий. Туман, задымленность, дождь, снег, густая трава и деревья не ограничивают возможности инфракрасной камеры улавливать сигнал. Для ПНВ наличие препятствий вызывает серьезные проблемы с идентификацией объекта.
  • Автомобильный тепловизор определяет и выделяет теплые предметы, подсвечивая их на основном фоне. Прибор ночного видения для автомобиля всего лишь улучшает общее изображение в темноте, не выделяя объекты, излучающие тепло.
  • Систему ночного вождения, работающую по принципу инфракрасной камеры, можно использовать как днем, так и ночью, а ПНВ только в темное время суток.
  • Дальность обнаружения «теплых» объектов у автомобильного тепловизора выше, чем позволяет функционал ПНВ.

Резюмируя возможности работы этих двух типов устройств, можно сделать вывод, что ПНВ помогают водителю только ночью, в хорошую погоду и отсутствии дополнительных помех. Тепловизор для автотранспорта можно использовать в любое время суток, любую погоду, при наличии препятствий.

Это делает тепловизионную систему ночного вождения идеальным инструментом для установки в машину, который снимет большинство проблем ночного передвижения и обеспечит безопасность поездки в сложных условиях.

Основные функции тепловизора для автомобиля

Функционал тепловизионной камеры ночного вождения для авто зависит от конкретного производителя и в разных моделях устройств может отличаться. Рассмотрим основные характеристики тепловизионных модулей для автомобиля.

1. Особенности матрицы разрешения экрана

Разрешение матрицы – основной параметр, влияющий на функциональность тепловой системы ночного видения. Чем выше разрешение, тем более точным и четким будет изображение.

2. Время передачи сигнала

От скорости передачи сигнала (9 Гц, 30 Гц, 50 Гц) от камеры до устройства вывода изображения зависит, будет изображение запаздывать или транслироваться в режиме реального времени. Если в тепловизорах для наблюдения или обследования оборудования эта характеристика не так важна, то для автомобильных тепловизионных модулей может иметь решающее значение.

3. Размеры устройства

Габариты тепловизора играют важную роль. Компактные портативные устройства отлично размещаются за решеткой радиатора, на крыше или других внешних элементах конструкции автомобиля, не закрывают обзор водителя и не мешают при вождении.

4. Дополнительные опции

Кроме основных рабочих характеристик в системах car night vision есть дополнительные полезные детали: выделение контуром (рамкой) человеческих фигур, звуковые сигналы, появление восклицательного знака на дисплее.

Обзор популярных систем ночного видения для автомобилей

На рынке представлено большое количество устройств от разных производителей, и непрофессионалам сложно разобраться в их особенностях, положительных сторонах и недостатках. Предлагаем вашему вниманию одни из самых популярных моделей систем ночного видения для автомобиля, успешно прошедшие испытания в российских реалиях и получившие высокую оценку у потребителей.

Тепловизор для автомобиля Guide N-Driver

Компактная тепловизионная система Guide N-Driver идеально подходит для автомобиля. Она дает четкое изображение даже в полной темноте и обеспечивает полный контроль за происходящим на дороге.

Основные достоинства модели – это идеальная картинка, автоматическое распознавание объектов, герметичность корпуса, широкий диапазон обзора, легкая установка на автомобиле, относительно невысокая цена. Дальность обнаружения объектов у модуля N-Driver – до 300 метров. Устройство оснащено звуковыми и оптическими эффектами при приближении объектов и во время предупредит об опасности.

На мониторе легко различимы фигуры людей, животных, других автомобилей, различные препятствия. Тепловизоры для наблюдения GUIDE являются одними из лучших в своей ценовой категории.

Автомобильный тепловизор Flir PathFindIR II

Автомобильная система ночного видения в автомобиль PathFindIR II оснащена высокочувствительным детектором для распознавания объектов и станет незаменимым помощником водителю.

Устройство способно обнаруживать объекты на расстоянии до 400 метров, без ограничений по погодным условиям и времени суток.

Модель подходит для использования в широком диапазоне температур, она оснащена встроенным обогревателем, который работает в автоматическом режиме. Эта функция особенно актуальна в наших погодных условиях.

Система ночного видения FLIR ADK

Система ночного вождения FLIR ADK сделана на основе новейшего тепловизионного модуля FLIR Boson, с матрицей из оксида ванадия (VOx), с размером пикселя 12 мкм. Предлагаются варианты с разрешением 336х256 и 640х512 пикселей с тремя вариантами объективов.

Обладает усовершенствованной системой видеоаналитики которая выделяет в рамку красного цвета пешеходов и синего цветов автомобили и другие объекты.

В зависимости от разрешение детектора и объектива обладает дальностью обнаружения до 800 метров ростовой фигуры человека.

Устройство обладает возможностью стабилизации картинки, снижающей влияние тряски во время движения на качество изображения. Модель оснащена встроенным обогревателем защитного стекла. Компактный и надежный, этот прибор является самым совершенным среди всех тепловизионных камер Flir представленных на рынке.

Выводы

Для водителей, которым важна собственная безопасность и безопасность окружающих, выбор в пользу тепловизионной системы ночного вождения очевиден. Правильно подобранное устройство позволит чувствовать себя уверенно в любой ситуации, и сведет риск дорожных происшествий к минимуму.

Источник: https://planck.ru/info/articles/sistemy_nochnogo_vozhdeniya/

Ссылка на основную публикацию