فناوری دید در شب، چالش ها و افق های آینده

آمار نشان می دهد که 20 درصد از حوادث مرگبار رانندگی بین نیمه شب تا شش صبح اتفاق می افتند که کاهش دید در شب و محدودیت چراغ های جلو از دلایل اصلی این وضعیت بشمار می روند.

فیلم| ایمنی رانندگی در شب با تکنولوژی چراغ های جلوی هوشمند خودرو

به گزارش تین نیوز، سیستم دید در شب باید میدان دید را در شرایطی افزایش دهد که چراغ های نورپایین استفاده می شوند. بیشترین میزان خطر در تاریکی، عابرین پیاده و حیوانات را تهدید می کند؛ بنابراین تشخیص آن ها باید معیار اصلی کارایی سیستم باشد. براین اساس، بعضی از خودروسازها محصولات خود را مجهز به سیستم دید در شب کرده اند. این سیستم که عمدتاً مبتنی بر دوربین های مادون قرمز و تکنیک های دید کامپیوتری است با ارائه قابلیت هایی مانند دید در شب تطبیقی و شناسایی و تشخیص علائم جاده به افزایش ایمنی کمک می کند.

سیستم دید در شب خودرو در تاریکی یا در شرایط بد جوی با تشخیص افراد، حیوانات و وسایل نقلیه ای که در دسترس چراغ های جلو قرار ندارند، راننده را از شرایط موجود آگاه می کند. برخی از سیستم های مادون قرمز تا حدی پیشرفته هستند که می توانند تشخیص دهند شی پیش رو زنده است یا خیر. البته این فناوری در حال حاضر فقط در خودروهای لوکس و از طریق دوربین های متصل به پنجره جلو ارائه می شود. فناوری دید در شب، تصاویر را به صورت سیگنال الکترونیکی حس و سپس آن را به صفحه نمایشگر خودرو ارسال می کند.

قدرت بینایی در شب بسیار کند می شود و حدود 40 دقیقه طول می کشد تا چشم با تغییرات نور سازگار شود در حالیکه این زمان برای روز فقط 2 دقیقه است. اما سیستم دید در شب، تصاویر را در کمتر از شش دهم ثانیه دریافت می کند، حتی اگر سطح روشنایی به دلیل شرایط نامناسب جوی یا محدودیت چراغ های جلو کم یا به دلیل چراغ های جلوی خودروهای جلویی زیاد باشد.

ایمنی رانندگی به پردازش دقیق اطلاعات بصری و واکنش های درست راننده بستگی دارد. علائم راهنمایی و رانندگی، هشدارها و خط کشی ها برای درک شرایط جاده ضروری هستند. عدم تشخیص این موارد به خصوص در شب می تواند مشکلات بزرگی ایجاد کند. آمار نشان می دهد که بیش از 20 درصد از تصادفات مرگبار بین نیمه شب و ساعت شش صبح رخ می دهند که کاهش قدرت بینایی، محدودیت چراغ های جلو، لامپ های مبهم خیابان ها و هوای نامناسب از دلایل اصلی این وضعیت هستند.

از این رو، فناوری دید در شب موردتوجه قرار گرفته است. این سیستم با استفاده از دوربین های حرارتی، چراغ های مادون قرمز و نمایشگرهای Head-up، درک راننده را از حد محدود چراغ های جلو افزایش می دهد. دید در شب با هشداردادن به راننده در برابر حوادث غیرقابل دید از وقوع تصادف جلوگیری می کند.

انواع سیستم های دید در شب

به طور کلی، سیستم های دید در شب خودروها به دو گروه فعال و منفعل تقسیم می شوند.

سیستم دید در شب فعال

این سیستم با استفاده از نور مادون قرمز اجسامی را که دورتر از حد تشخیص چراغ های جلو هستند، روشن می کند. در واقع دید در شب فعال قادر به تشخیص عابرین پیاده تا چهاربرابر دورتر از حد تشخیص چراغ های جلو است. دامنه دید این فناوری 180 متر است که البته تحت تاثیر شرایط آب وهوایی کمتر می شود. وضوح بالای تصاویر مهمترین مزیت و قرارگرفتن تحت تاثیر شرایط بد جوی بزرگ ترین عیب این سیستم بشمار می رود.

با توجه به اینکه نور مادون قرمز در محدوده طیف مرئی نیست، دید در شب فعال مانند چراغ های جلو باعث کوری شبانه موقت راننده خودروهای روبه رویی نمی شود. از طرف دیگر چون مادون قرمز با چشم دیده نمی شود، این سیستم برای انتقال داده های بصری از چراغ های پالسی یا یک منبع نور ثابت استفاده می کند.

فناوری دید در شب فعال خود به دو بخش مادون قرمز نزدیک (NIR) و مادون قرمز دور (FIR) تقسیم می شود. مادون قرمز نزدیک، نور انعکاسی از اطراف را دریافت و آن را تشدید می کند تا تصویری با وضوح بالا ایجاد کند. این فناوری موجودات زنده را همان قدر شفاف می بیند که موجودات سرد و غیرزنده را می بیند. مادون قرمز دور گرما را از اشیا می گیرد و علائم حرارتی را پردازش می کند تا تصویر را ایجاد کند. برد مادون قرمز دور بیشتر از نزدیک است.

سیستم دید در شب منفعل

این سیستم به جای نور مادون قرمز از یک دوربین حرارتی استفاده می کند که تابش حرارتی ساطع شده از اجسام دیگر را ثبت و ضبط می نماید. وضوح این فناوری نسبت به فعال کمتر اما دامنه فعالیت آن بیشتر (تا 300 متر) است. متاسفانه دید در شب منفعل در دماهای بالاتر از 98 درجه سانتیگراد قابل اطمینان نیست. این سیستم در آشکار کردن عابرین پیاده تبحر بالایی دارد اما در مورد اجسام بی جان مانند سنگ ها چندان خوب نیست.

سیستم دید در شب منفعل با استفاده از دوربین حرارتی می تواند تفاوت بین یک جسم گرم مانند انسان و یک جسم سردتر مانند جاده را تشخیص دهد. داده های حاصل از دوربین حرارتی به صورت یک تصویر سیاه و سفید پردازش و در اختیار راننده قرار می گیرد.

مشکلات اصلی دوربین های دید در شب

بزرگ ترین نقطه ضعف دوربین دید در شب، اشباع شدن تصویر به دلیل نزدیکی بیش از حد فرد یا جسم به دوربین است. با توجه به پرتاب نور به بالا در دوربین دید در شب و سیاه و سفید بودن تصاویر، اگر فرد بیش از حد به دوربین نزدیک شود، صورت آن سفید و تشخیص آن سخت می شود. ضمناً، سطوح فلزی و شیشه ای نور مادون قرمز را متفاوت از نور مرئی منعکس می کنند. بنابراین دیدن اجسام از پشت شیشه خودرو سخت است. همچنین پلاک خودروها به دلیل انعکاس نور مادون قرمز کاملاً سفید دیده می شود. علاوه بر این ها، برد نور مادون قرمز نسبت به نور مرئی کمتر است. چراغ های مادون قرمز در صورت زیادبودن هم باز نور محدودتری ایجاد می کنند.

خودروسازهای بزرگ دنیا با طراحی دقیق و موثر سیستم دید در شب توانسته اند آن را به عنوان ابزاری مهم در پیشگیری از تصادفات مطرح کنند. این فناوری به دو صورت دید در شب فعال و منفعل عرضه می شود که هریک مزایا و معایب خاص خود را دارند. امیدواریم نسل بعدی سیستم های دید در شب با حداقل معایب پا به عرصه بگذارند و با ارائه تصاویر پیشرفته جان هزاران انسان را نجات دهند.