汽车夜视技术研究分析

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1、轻型汽车技术2012(1／2)总269／270技术纵横3汽车夜视技术研究分析诸葛晓宇(武汉理工大学汽车工程学院)摘要汽车夜视系统属于汽车主动安全设备，可以增大夜间驾驶的视距，提高驾驶的安全}生。本文主要介绍了汽车夜视技术的原理，发展以及在汽车上的应用及普及。关键词：夜视系统红外光红外成像波长不同，我们又可以把红外线分为三部分：近红外1前言线(0．7～2．5m)，中红外线(2．5～25m)和远红外线一直以来，夜间驾驶都是令人担心、事故频发的(25—1000m)。驾驶状态之一。美国国家公路交能安全管理局的事故统计表明：虽然夜间驾驶在整个公路交通中

2、只占25％左右，但却有42％的交通事故和58％的重大交通事故发生在夜间道路。夜间驾驶之所以如此危险，多是由于能见度较低，驾驶员视距不佳。而汽车夜视系统的出现，很好地解决了这一难题。夜视系统大大图T太阳光谱增加了安全距离，给了驾驶员更大的制动和反应的余地。与安全气囊、ABS等被动安全装置不同，汽车红外技术中，利用的是红外线与物质的交互作夜视系统属于主动安全设备，能提早防患于未然，提用。物质内部的原子和分子在不停运动，都有一定高行驶安全性。的能量。如有外来刺激和干扰，改变了其运动状态，能量发生了变化，就发生了物理学上的“跃迁”，即2汽车夜视系统原

3、理能量的释放。释放能量常见的方式就是辐射电磁2．1红外光与红外成像波。因此红外线不只是太阳光的成分之一，所有温自汽车夜视系统问世以来，红外技术一直是其度高于绝对零度的物体都会辐射红外线。我们把景仰仗的基础。红外辐射和红外成像是研究系统最基物反射的或自身辐射的红外辐射图样，转换成人眼本的出发点。可观察到的图样，这就是红外成像技术。利用物体红外辐射又称红外光、红外线。我们知道，太阳自身发射的红外线照出物体的像，称为被动红外成光是由彩色光混合而成的，即“太阳光谱”，如图l像；而以红外辐射源照射物体，利用被反射的红外辐所示。科学实验表明，光的热效应是

4、由紫光到红光逐射摄取物体的像，称为主动式红外成像。与之相对应渐增大的，而热效应最大的位于红光外面，我们称之的，就是被动夜视技术和主动夜视技术。为“红外光”，它与我们可以看到的彩色光物理性能2．2被动式红外夜视技术相同，只是我们的眼睛看不到它。红外线是介于可见被动红外夜视技术也称红外成像技术，利用物光与微波之间的电磁波，波长0．75～1000m，根据体的红外辐射来得到物体的像。热成像系统的作4技术纵横轻型汽车技术2012(1／2)总269／270用就是基于目标与背景的温度及辐射发射率的差物体的像。与被动式红外夜视系统相比，主动式红外异，利用辐射

5、测温技术对目标逐点测定辐射强度，而成像系统体积大，能耗多，但却可以提升图像的清晰形成可见的目标热图像。度和分辨率。图2为被动式红外夜视系统示意，其装置的远图4为主动式红外成像系统示意。红外光源发红外相机主要接收物体自身辐射的远红外光线波长出的红外辐射照射前方目标，经反射光学系统的物80—140000nm。完成从扫描到最终成像的核心设备镜组接收，并在红外变像管光阴极面上形成目标的就是热像仪。红外图像，变像管对红外图像进行光谱转换、电子成像和亮度增强，最终在荧光屏上显示出目标的可见图像。主动式红外系统的工作波段在800一lO00nm的近红外区域，

6、其核心部件为红外变像管，它起着光电图像转换及增强作用。主动式红外夜视系统的最大优点在于能充分利用红外灯源发出的狭窄光图2被动式红外夜视系统束照明目标，目标与背景反差大。3夜视系统在汽车上的应用与发展美国通用汽车公司和德州德克萨斯仪表公司从8O年代末就致力于轿车夜视系统的研究，到1998年，夜视系统率先安装在凯迪拉克帝威2000车型上。该系统运用被动红外成像技术，可以增加驾驶员的视距3—5倍，极大地提高了夜间驾驶的图3热像仪组成安全l生。夜视系统由此开始受到越来越多的关注。热像仪的组成如图3所示。随着近年来汽车电子技术和光学科技的发展，热像仪所

7、摄景物包括目标及背景，两者辐射的汽车夜视系统也得到了不断的改进，成为了一套比差别是构成热图像的基础，目标及背景的辐射通过较完善的夜间驾驶辅助系统。大气被吸收或散射之后再反射到热像仪。一般，热像宝马公司的夜视系统就是其中的代表之一。这仪的接收元件采用单个或线列型的红外探测器，只套感测接收系统基于远红外线技术(被动红外技摄取景物一部分的辐射，为了获得被射景物全体的术)，以模块化的方式集成在车辆已有的电子环境图像，必须用光学扫描方法使红外探测器顺序扫视中。整个被摄景物空间，接受的按空间变化的红外辐射宝马夜视系统如图5所示。由红外探测器转换成按时间顺

8、序变化的电信号，经放大处理后，再在阴极射线管上转换成可见的图像。2。3主动式红外夜视技术主动红外夜视技术是指工作时用较强的红外辐射源照射目标，利用目标反射回来的红外