基于红外激光技术的车载夜视辅助系统

基于红外激光技术的车载夜视辅助系统

随着汽车智能化的不断发展，车载夜视辅助系统作为提升夜间行车安全的重要技术，正逐渐成为汽车行业的研究热点。本文将为您详细介绍车载夜视辅助系统的技术原理、市场应用背景以及工作原理，帮助您全面了解这一前沿技术。

车载夜视辅助系统的市场应用背景

在汽车照明领域，普通近光灯的照明范围只有30米左右，在光线没有照到的地方，驾驶者很难看清楚或根本看不见。在这种情况下如果开远光灯虽然视距会相应的延长，但存在晃眼的问题，在一些交通状况复杂的场合容易引发交通事故，所以对夜视产品提出了新的需求。随着科技不断进步，各种先进的辅助监测和智能化系统在汽车上开始普及，极大的提高了汽车驾驶安全性和舒适性。夜视辅助系统就是一种帮助驾驶员提高夜间行车安全的驾驶辅助系统。

夜视辅助系统的定义，夜视辅助系统是一种利用红外成像技术辅助驾驶员在黑夜中看清道路、行人和障碍物等，减少事故发生，增强主动安全性的系统。

国外如奔驰、宝马、奥迪等一线品牌车都已经是标准配置，正在向二三线品牌普及。国内汽车夜视辅助系统在新车渗透率仍处于较低水平，不足5%左右。而发达国家超过10%的新车均已配备汽车夜视功能。中国持续高增速的汽车销售量以及较低的产品渗透水平为汽车夜视提供了广阔的蓝海市场，在相关政策出台的催化下，国内汽车夜视市场有望实现快速成长。

车载夜视辅助系统的工作原理

根据不同的工作原理，夜视辅助系统可以分为被动夜视辅助系统和主动夜视辅助系统。

被动夜视辅助系统的工作原理

被动夜视辅助系统利用热成像摄像头接收人、动物等发热物体发出的不同的红外热辐射（远红外线）形成不同的图像，并对图像进行放大和处理后输出。由于不同物体对红外线反射强弱不同，行人、动物等可以发热的物体在反射中特别突出，通过传感器的捕捉，带有热源的物体影像输出到车载显示屏上。被探测到的物体形成的图像看起来就像是照相机的底片一样。

但是被动夜视辅助系统本身无法克服的缺点是对于无生命、无热源特征的目标，比如道路的标志牌、车道线、车道护栏等物体，被动夜视辅助系统无法检测到图像。此外，由于汽车前挡风玻璃不能传输长波的远红外线，摄像头须安装在车外，需经常清洁，且在汽车前端碰撞时易受损伤。

在被动夜视辅助系统中，关键零部件是红外摄像头，它与主动夜视辅助系统的红外摄像头原理相同，但接收对象存在差异，因此其软硬件设计也有不同。主动夜视辅助系统红外摄像头主要接收物体对红外光源的反射光线，而被动夜视辅助系统红外摄像头主要接收物体本身发出的红外辐射。该摄像头配有自己的运算器，除了录下原始图像并把图像传给控制单元，还要储存校准数据。这些校准数据并不存储在控制单元内，而是存储在摄像头内。这样，在更换损坏的夜视辅助系统控制单元后，就不必重新进行校准。系统会将拍摄到的热信号送交控制单元处理，处理后的图像就会在仪表盘的显示器中显示出来。当行人有横穿车辆前方的意图时，系统会迅速做出判断并以红色突出显示，同时发出声音警告。

主动夜视辅助系统的工作原理

主动夜视辅助系统将摄像头安装到汽车前照灯内，通过卤素灯泡照射，使用多套照射系统和摄像机来识别红外反射波，利用目标反射红外光源。红外光源发出的短红外线主动照射目标，CCD摄像头接收的目标再反射短红外线，通过ECU处理后，可以把图像信息传递给驾驶员。主动夜视辅助系统对比分辨度高，且图像较清晰、可靠。由于不依靠物体的热源，不发热的物体也能清晰可见，比如道路上的车辆、树木、道路标志牌等都可以被发现。

主要由前端红外发射单元、红外成像单元、控制单元（ECU）和图像显示单元组成。前端红外发射单元由前端红外驱动控制电路单元和前端VCSEL激光二极管,透镜组合单元组成。红外成像单元（红外相机）由图像传感器和透镜单元组成。控制单元（ECU）由微处理器(MCU)、存储器(ROM、RAM)、输入/输出接口(I/O)、模数转换器(A/D)以及整形、驱动组成。图像显示单元由信号接收器、显示驱动控制电路单元和数字显示屏组成。

主要原理是由红外发射装置发射一定强度的红外波束，利用图像传感器感应从目标物体上反射回来的红外波束，再由ECU分析红外成像单元传来的数据，再通过集成化数据处理并把图像传输到车载显示屏上。

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