詳細解析汽車(chē)夜視系統分類(lèi)及原理

松下已經(jīng)開(kāi)研發(fā)出新的圖像傳感器技術(shù)，可以改善汽車(chē)的夜視系統，提升汽車(chē)夜行的安全性。

據了解，近紅外光是非可見(jiàn)光，一般會(huì )將紅外截止濾光片放在于鏡頭與傳感器之間，讓其阻絕近紅外光。但是松下研發(fā)出的圖像傳感器技術(shù)方案無(wú)需使用機械紅外截止濾光片，只要在有機CMOS傳感器下就可以利用電子調控近紅外光的感光度。

所以松下將該項技術(shù)應用到汽車(chē)當中，汽車(chē)夜視系統顯示的圖像將更為清晰?，F在有一些車(chē)可以通過(guò)夜視系統在黑夜中順暢行駛，但是這些汽車(chē)的比較昂貴，售價(jià)一般都超過(guò)5萬(wàn)美元，而且如果選擇好一點(diǎn)的夜視系統可能還要多花2500美元，這么昂貴的費用絕大多數人還是消費不起。但是隨著(zhù)松下先進(jìn)的紅外技術(shù)的不斷改善和普及，夜行器對汽車(chē)來(lái)說(shuō)就變得習以為常。只是松下并沒(méi)有透露，這一天何時(shí)到來(lái)。

那么汽車(chē)夜視系統是什么

汽車(chē)夜視系統，利用紅外線(xiàn)技術(shù)能將黑暗變得如同白晝，使駕駛員在黑夜里看得更遠更清楚。夜視系統的結構由2部分組成：一部分是紅外線(xiàn)攝像機，另一部分是擋風(fēng)玻璃上的光顯示系統。

奔馳新S級采用了液晶儀表盤(pán)，在夜晚時(shí)，這個(gè)儀表盤(pán)會(huì )變成夜視系統的顯示屏，由于屏幕位置就在駕駛員前，所以觀(guān)察起來(lái)非常方便。寶馬7系也有相似的系統， 只不過(guò)，紅外影像是顯示在中控臺液晶屏上的，所以觀(guān)看起來(lái)并不如奔馳S級那樣方便。但寶馬7系夜視系統還有一個(gè)很智能的優(yōu)點(diǎn)，就是當紅外探測儀在前方道路 邊發(fā)現行人時(shí)，會(huì )用一個(gè)醒目的黃色標識提示駕駛員小心，這一點(diǎn)不但體現車(chē)輛的科技性也提升主動(dòng)安全性。

夜視系統分類(lèi)及工作原理

從技術(shù)上來(lái)講，夜視系統分為兩種：

1.主動(dòng)紅外照射(短紅外 NIR-Near-Infrared Ray)

2.被動(dòng)紅外系統(遠紅外 FIR-Far Infrared Ray)

主動(dòng)式夜視系統

主動(dòng)式夜視系統主要由紅外發(fā)射裝置發(fā)射一定強度的紅外波束，利用圖像傳感器感應從目標物體上反射回來(lái)的紅外波束，并把圖像顯示在車(chē)載顯示屏上。被動(dòng)式夜視系統利用自然界絕大多數物體的溫度都大于絕對溫度的原理，此情況下的物體都會(huì )向外發(fā)射一定波長(cháng)的紅外光束，其光譜處于3微米以上范圍，由于所發(fā)射紅外光束的能量很弱，需要利用昂貴的專(zhuān)用紅外圖像傳感器來(lái)感知目標物，主要用于軍事方面。

夜視系統工作原理

1、紅外光與紅外成像

自汽車(chē)夜視系統問(wèn)世以來(lái)，紅外技術(shù)一直是其仰仗的基礎，紅外輻射和紅外成像是研究系統最基本的出發(fā)點(diǎn)。紅外輻射又稱(chēng)紅外線(xiàn)、紅外光。我們知道太陽(yáng)光是由彩色光混合而成，光的熱效應是由紫光到紅光逐漸增大的，而熱效應最大的位于紅光外面，我們稱(chēng)之為“紅外光”，它與我們可以看到的彩色光物理性能相同，我們只是眼睛看不到它。紅外線(xiàn)是介于光與微波之間的電磁波，波長(cháng)0.75—1000微米，更具波長(cháng)不同，我們又可以把紅外線(xiàn)分為三部分：近紅外線(xiàn)、中紅外線(xiàn)和遠紅外線(xiàn)。紅外技術(shù)中，用的是紅外線(xiàn)與物質(zhì)的交互作用。物質(zhì)內部的原子和分子在不停的運動(dòng)，都有一定的能量。如有外來(lái)刺激和干擾，改變了其運動(dòng)狀態(tài)，能量發(fā)生了變化，就發(fā)生了物理學(xué)上的“躍遷”，即能量的釋放。釋放能量的常見(jiàn)方式就是釋放電磁波。因此紅外線(xiàn)不只是太陽(yáng)光的成分之一，所有溫度高于絕對零度的物體都會(huì )釋放紅外線(xiàn)。我們把景物反射或自身輻射的紅外輻射圖樣，轉換成人眼可觀(guān)察到的圖樣，這就是紅外成像技術(shù)。利用物體自身發(fā)出的紅外線(xiàn)照出物體的像，稱(chēng)為被動(dòng)紅外成像;而以紅外輻射源照射物體，利用被反射的紅外輻射攝取物體的像，稱(chēng)為主動(dòng)式紅外成像，與之對應的就是被動(dòng)夜市技術(shù)和主動(dòng)夜視技術(shù)。

2、被動(dòng)紅外夜視技術(shù)

被動(dòng)紅外夜視技術(shù)也稱(chēng)為紅外成像技術(shù)，利用物體的紅外輻射來(lái)得到物體的像。熱成像系統的作用就是基于目標與背景的溫度及輻射發(fā)射率的差異，利用輻射測溫技術(shù)對目標逐點(diǎn)測定輻射強度，而形成可見(jiàn)目標的熱圖像。被動(dòng)紅外夜視系統裝置的遠紅外照相機主要接收物體自身輻射的遠紅外光線(xiàn)波長(cháng)80—14000nm。完成從掃描到最終成像的核心設備就是熱像儀。熱像儀所攝景物包括目標及背景，兩者輻射的差別是構成熱圖像的基礎，目標及背景的輻射通過(guò)大氣被吸收或散射之后再反射到熱像儀。一般，熱像儀的接收元件采用單個(gè)或線(xiàn)列型的紅外探測器，只攝取景物一部分的輻射，為了獲得被射景物全體的圖像，必須用光學(xué)掃描方法使紅外探測器順序掃視整個(gè)被攝景物空間，接受的按空間變化的紅外輻射由紅外探測器轉換成按時(shí)間順序變化的電信號，經(jīng)放大處理后，再在陰極射線(xiàn)管上轉換成可見(jiàn)的圖像。

3、主動(dòng)紅外夜視技術(shù)

主動(dòng)紅外夜視技術(shù)是指工作時(shí)用較強的紅外輻射源照射目標， 利用目標反射回來(lái)的紅外線(xiàn)來(lái)得到物體的像。與被動(dòng)式紅外夜視系統相比，主動(dòng)式紅外成像系統體積大，能耗多，但卻可以提升圖像的清晰度和分辨率。紅外光源發(fā)出的紅外輻射照射前方目標，經(jīng)反射光學(xué)系統的物鏡組接收，并在紅外變像管光陰極面上形成目標的紅外圖像，變像管對紅外圖像進(jìn)行光譜轉換、電子成像和亮度增強，最終在熒光屏上顯示出目標的可見(jiàn)圖像。主動(dòng)式紅外系統的工作波段在800 一1000nm的近紅外區域，其核心部件為紅外變像管，它起著(zhù)光電圖像轉換及增強作用。主動(dòng)式紅外夜視系統的最大優(yōu)點(diǎn)在于能充分利用紅外燈源發(fā)出的狹窄光束照明目標，目標與背景反差大。

4、主動(dòng)式與被動(dòng)式夜視技術(shù)比較

比較使用近紅外和遠紅外輻射技術(shù)對行人的探測， 結果表明遠紅外輻射夜視儀具有更大的優(yōu)勢，因為行人的輻射熱量大，適宜遠紅外探測技術(shù)。

5、圖像處理技術(shù)

對近紅外傳感器需要降低眩光效應和增強圖像比度長(cháng)。智能自動(dòng)圖像處理技術(shù)是一更加先進(jìn)的技術(shù)，可以對遠紅外傳感圖像的低對比起補償作用，可以用于檢測和增強熱物體的輪廓在一個(gè)基于知識分類(lèi)的處理進(jìn)程中，可以用電腦程序加以辨認物體，舉例來(lái)說(shuō)，可以辨認行人。甚至可以將可獲得的光學(xué)和聲學(xué)信號結合起來(lái)處理，增強認知性可以進(jìn)一步防止危險。夜視系統有黑白顯示屏和彩色顯示屏兩種，對黑白顯示屏而言，前方不同溫度的物體在屏上以黑白深淺灰度色成像彩色的夜視系統，則可顯示前方物體的顏色包括十字路口的交通信號燈顏色，可象放電影似的給出模擬的連續清晰顯示。圖像處理技術(shù)的發(fā)展對夜視系統起著(zhù)至關(guān)重要的作用。未來(lái)的圖像處理技術(shù)應該能使圖像更接近真實(shí)環(huán)境，更好辨清環(huán)境中的障礙物，幫助駕駛員更好的夜間駕駛，進(jìn)一步提高夜間駕駛的安全性。