Темнота и невнимательность – основные враги безопасного дорожного движения, по вине которых часто происходят аварии. Если в первом случае водителю и пешеходам требуется более ответственное отношение к тому, как они себя ведут на дороге, то темное время суток это естественная причина, которую невозможно устранить.
Каким бы внимательным ни был водитель во время управления машиной ночью, его глаз все равно имеет определенные ограничения, из-за чего он может не увидеть препятствие, находящееся на дороге. Чтобы облегчить задачу современным водителям, известные автопроизводители разработали систему nva (night view assist) или ассистент ночного видения.
Рассмотрим, что входит в это устройство, как оно работает, какие виды приборов существуют, а также их достоинства и недостатки.
Что такое система ночного видения
Для многих, кто слышит об этой системе, она больше ассоциируется с художественными фильмами жанра боевик. В таких картинах солдаты элитных подразделений надевают специальные очки, которые позволяют им видеть в кромешной темноте. Стоит отметить, что эта система лишь недавно получила применение в автомобилях. До того она действительно использовалась военными структурами.
Большинство элитных автомобилей получают данный прибор уже в базовой комплектации. В дорогих версиях система активной и пассивной безопасности включает и другое оборудование. Например, автомобиль сам может распознать препятствие и вовремя предупредить об опасности или даже предотвратить столкновение, если водитель не реагирует вовремя. Благодаря этому повышается безопасность транспортного средства.
Если коротко, то ночной прибор это устройство, которое способно распознать крупный объект (это может быть пешеход, столб или животное). Специальные датчики выдают на экран изображение дороги подобно обычной камере, только в большинстве моделей картинка имеет черно-белую инверсию цветов, а более дорогие варианты показывают цветное изображение.
Третье поколение
Что касается сегмента наземных транспортных средств, то компании Raytheon и DRS Technologies получили контракт от американской армии на проектирование и разработку бортовой инфракрасной системы переднего обзора третьего поколения B-Kit, которая увеличит дистанции и обнаружения и распознавания наземных сил с тактических платформ при экстремальных внешних условиях.
Согласно контракту, объявленному в апреле, будут модернизированы порядка 17000 FLIR-сеснсоров второго поколения, состоящие на вооружении армии флота и морской пехоты, а также заказчиков из других стран, которые пользуются преимуществами программы продажи военного имущества за рубеж.
По данным министерства обороны США, обновленное решение обеспечит спешенных солдат и солдат в транспортных средствах системами с четырьмя типами поля зрения, двухдиапазонными инфракрасными изображениями и оптимизированной стабилизацией для мобильных операций.
По словам руководителя направления по наземным боевым системам в компании Raytheon Дуэйна Гудена, модернизация поможет американским и союзным вооруженным силам сохранить важнейшее «превосходство» над почти равными соперниками в будущем оперативном пространстве.
«После десятилетий опыта поставок высокоэффективных систем ночного видения в американскую армию наша команда однозначно имеет все компетенции, чтобы помочь сохранить боевое превосходство наших сухопутных сил. FLIR третьего поколения резко повышают дальность действия сенсоров наземных машин при всех условиях, позволяя нашим военным обнаруживать и останавливать противника».
Для чего нужна
Работа системы ночного видения позволяет водителю:
- В темноте заранее увидеть препятствие и избежать аварии;
- На дороге могут находиться посторонние объекты, которые не отражают свет машин так же, как дорожный знак. Из-за скорости транспорта дальности света фар может быть недостаточно, чтобы автомобилист успел вовремя среагировать. Особенно остро это ощущается, когда по обочине идет человек, а по встречке едет еще одна машина с ярким светом.
- Даже если водитель аккуратно водит автомобиль, особенно тяжело приходится в сумерках, когда дневной свет еще не исчез, но и не наступила полная темнота. В таких условиях фара автомобиля может выдавать недостаточный пучок света, чтобы водитель мог контролировать границы дорожного полотна. Прибор позволяет более четко определять, где заканчивается дорога и начинается обочина.
Ни для кого не является секретом, что в темноте идеально видят только некоторые виды животных. У человека такой способности нет, поэтому особую опасность для дорожного движения представляют предметы, которые плохо отражают свет фар. Глаз человека способен различить только крупные объекты и то только на небольшом расстоянии.
Движение транспорта еще больше усугубляет ситуацию – если водитель и успеет распознать препятствие вблизи, у него уже будет слишком мало времени для предотвращения столкновения. Чтобы уберечь себя от неприятностей, а машину от удара, водителю приходится либо устанавливать более яркий свет, что будет сильно раздражать водителей встречного транспорта, либо ехать слишком медленно.
Установка прибора ночного видения позволит чувствовать себя в подобных условиях более уверенно. В зависимости от модели устройства система либо оповестит водителя о появившемся на пути автомобиля препятствии, либо автомобилист сам его заметит при взгляде на монитор. Расстояние, на котором прибор распознает объекты, позволяет водителю без резких маневров объехать их или вовремя затормозить.
Повышение качества изображения
В большинстве приборов ночного видения используется именно эта технология. Устройства ночного видения состоят преимущественно из электронно-оптического усилителя яркости изображения, который собирает и усиливает инфракрасный и видимый свет.
Электронно-оптический усилитель яркости изображения превращает фотоны в электроны и наоборот. Обычная линза, называемая объективной линзой, захватывает окружающий свет и немного света ближней инфракрасной части спектра.
Затем собранный свет поступает в электронно-оптический усилитель. Большинство приборов ночного видения работают за счет специальных аккумуляторов (N-Cell) или от двух батареек «АА». Усилитель вырабатывает высокое напряжение, около 5 000 вольт. Электронно-оптический усилитель также оснащен фотокатодом, который используется для преобразования фотонов света в электроны.
Когда электроны проходят по этому усилителю, атомы также освобождают подобные электроны, увеличивая первоначальное число электронов в несколько тысяч раз за счет использования микроканальной пластины (MCP) в этом усилителе. Микроканальная пластина представляет собой крошечный стеклянный диск с миллионами микроскопических отверстий, сделанных при помощи волоконно-оптической технологии. Микроканальные пластины находятся в вакууме, а по краям диска проходят металлические электроды. Каждый канал приблизительно в 45 раз больше своей ширины, и выполняет роль фотоэлектронного умножителя.
Как только электроны из фотокатода поражают первый электрод MCP (микроканальной пластины), они ускоряются и попадают в стеклянные микроканалы.
Когда электроны проходят через микроканалы, они освобождают тысячи других электронов в каждом канале, используя процесс, называемый каскадным вторичным излучением. В сущности, оригинальные электроны вступают в контакт со стороной канала, возбуждающими атомами, благодаря чему освобождаются другие электроны. Эти новые электроны также вступают в контакт с другими атомами, происходит цепная реакция, в результате чего из канала вытекают уже десятки тысяч электронов, хотя в канал попало всего несколько тысяч. Самое интересное, что все микроканалы в MCP располагаются под небольшим углом (5 – 8 градусов). Это необходимо для того, чтобы электроны сталкивались с другими электронами.
Принцип работы
Важное условие для работы данной системы безопасности является наличие особенной камеры. Она устанавливается в передней части автомобиля в зависимости от особенности прибора. Это может быть отдельная видеокамера, закрепленная в радиаторной решетке, в бампере или возле зеркала заднего вида.
