Система ночного видения для автомобиля своими руками

Обновлено: 05.07.2024

Автомобиль уже давно перестал быть простым средством передвижения. Одним из вспомогательных устройств и различных гаджетов, которые дают возможность наслаждаться дорогой, является автомобильная камера ночного видения.

Многие водители ведут активную жизнь в ночное время суток. Естественно, некоторым из них приходится управлять автомобилем. Для водителей, как правило, это может вызывать определенные сложности: недостаточное освещение или ослепление встречными машинами. Система ночного видения позволяет избежать подобных проблем.

Принцип действия камеры

Камера ночного видения в автомобиле работает по принципу теплового излучения. Например, машина во время езды выделяет тепло, на нем и основывается работа данного устройства.

Инфракрасное или тепловое излучение определяет специальный тепловизор.
Устройство получает информацию и делает из нее изображение, которое подается через монитор в салон авто.

Благодаря камере ночного видения на экране монитора образуется изображение с наиболее четкими контурами различных предметов, что создает комфорт и удобство при поездках в ночное время суток.

Почему же специалисты рекомендуют устанавливать данные системы в авто?Все очевидно: по статистике, большая часть аварийных ситуаций происходит именно ночью, когда на автовладельца накладывается лишняя нагрузка в плане управления и видимости.

Разновидности устройств

Системы ночного видения для авто подразделяются на следующие категории:

Пассивные устройства.
Активные устройства.

Пассивные камеры работают исключительно на получении информации о тепловом излучении от встречных объектов. Активные получают информацию с помощью собственного излучения и ярко подсвечивают все важные предметы.

Таким образом, пассивные лучше реагируют на двигающиеся объекты, а активные — на неподвижные. Если у вас достаточно средств для приобретения данного оборудования, то рекомендуется покупать сразу две модели.

Немного истории

Первые устройства с использованием теплового излучения появились еще в шестидесятых годах и с тех времен стали популярными. Аппараты применяют в военной индустрии для вычисления врага при плохой обзорности, в спасательных операциях во время поисков людей или животных и в автомобильной сфере.

Нужна ли камера ночного видения

Польза камер ночного видения неоценима, но доступна ли она простым водителям? Система ночного видения – устройство не из дешевых, потому что само по себе производство и материалы стоят довольно дорого. Поэтому системы пока только встречаются в машинах премиум-класса.

Однако при желании вы можете приобрести камеру отдельно на свой автомобиль. Стоит учитывать, что такая покупка станет прекрасной возможностью обезопасить себя от неприятных ситуаций в дороге.

Какие камеры лучше

Конечно, как и в любой продукции, среди устройств существуют свои лидеры. Качественным и надежным оборудованием, относящимся к пассивному типу, является продукция компании BMW. Устройства получили название Light Spot. Они осуществили следующие возможности:

Распознают живые объекты и предметы на расстоянии около 100 метров от машины при разных условиях и видимости.
В качестве дополнения обнаруженные предметы подсвечиваются светодиодами.

Среди активных устройств ночного видения популярным выбором является модель Night View Assist Plus от немецкого производителя Mersedes-Benz. Инфракрасная камера прекрасно видит любые объекты на расстоянии до 200 метров и после обнаружения включает дополнительную подсветку. Кроме того, подсветка отключается при встречных машинах, чтобы не ослеплять водителей.

Учитывая высокую стоимость приборов ночного видения, все без исключения производители гарантируют надежность всех датчиков и стабильную работу при любой температуре. Только лишь Северный полюс и Антарктида не входят в список рекомендованных мест для использования.

Особенности систем ночного видения

Конструктивно все устройства оснащены активными камерами, которые установлены в фарах главного света, видеокамерами за лобовым стеклом, информационным экраном в салоне автомобиля и электронным блоком управления.

Инфракрасные системы позволяют зафиксировать обстановку на дороге. Они определяют, какое время суток на данный момент, а также наличие встречных или впереди идущих авто. Информация подается на электронный блок автомобиля, затем обрабатывается и поступает на экран.

В случае с Mercedes, в качестве экрана в салоне используется высококачественный ж/к дисплей на приборной панели для авто S-класса или экран навигационной системы для авто E-класса. Первые камеры выводили картинку на стекло.

О любой опасности пешеходов оповещают короткие световые сигналы или освещение фарами автомобиля на протяжении нескольких секунд. Если замечены движущиеся впереди или навстречу автомобили, то система не сработает, чтобы не ослеплять их.
Система срабатывает при скорости движения не ниже 45 км/ч и обнаружении пешеходов на расстоянии не больше 100 метров.

Составляющие камеры

Автомобильные приборы ночного видения состоят из следующих узлов:

Активного или пассивного устройства инфракрасного излучения для автомобиля, которое расположено в фарах.
Обычной видеокамеры в салоне около лобового стекла.
Электронного блока управления.
Монитора для отображения информации на экран или режима в составе мультимедийного комплекса.

Во время движения датчики автомобиля улавливают тепловые сигналы и передают на камеру, которая снимает изображение. Затем оно поставляется на бортовой компьютер автомобиля, который проецирует картинку в нужном масштабе.

Моноблочные устройства

С заводскими камерами для автомобиля мы разобрались, а можно ли их смастерить самостоятельно? Конечно можно, нужно только желание, время, комплектующие и некоторый опыт в радиотехнике.

Как известно, принцип всех камер автомобиля заключается в возможности выдавать инфракрасное излучение. Вам необходимо запастись следующими компонентами:

Монитор. Можно позаимствовать из любой видеокамеры.
Видоискатель. Также берется из видеокамер, главное, чтобы он был рабочий.
Камера, которая работает в ночном режиме.
Несколько инфракрасных излучателей.

Теперь перейдем непосредственно к делу. Главное – это закрепить два соединительных провода: первый для камеры и видеовыхода, второй — видоискатель и видеовыход. Благодаря такому соединению камера, подсветка и видоискатель взаимодействуют друг с другом.

Собирать этот прибор очень просто и легко, даже не имея определенных навыков. Работа камеры и видоискателя осуществляется от 5 Вольт. Немаловажной деталью является переходник, который связывает основную камеру с экраном.

Обязательным составляющим в конструкции для авто служит переключатель между подсветкой, камерой и монитором.

Стоят они недорого, поэтому можно использовать любую разновидность. В качестве дополнения вам нужны будут пассатижи, изолента, провода и шуруповерт.

Как вы можете видеть, самостоятельное создание камеры ночного видения не составляет большого труда и не предполагает больших финансовых затрат. Для этого не требуется наличие специальных навыков и умений.

Для справки

В технологии ночного видения используются инфракрасные датчики, которые устанавливаются на авто. Благодаря последним и электронике, которая расшифровывает информацию, система может увидеть животных или людей даже в полной темноте на большом расстоянии. Это примерно в три раза дальше, чем освещение фар дальнего света.

При необходимости датчики можно настраивать, что дает возможность увидеть объекты в тумане, дыму или пыли. Однако, стоит отметить, что условия плохой видимости могут несколько ухудшить обзорность в целом.

Таким образом, камера ночного видения для авто является замечательным современным решением для безопасной езды при плохой видимости. Несмотря на высокую стоимость, эти устройства полностью оправдывают себя, снижают напряжение водителя и обеспечивают комфорт на дороге в темное время суток, тумане или при ярком свете встречных фар.

Без дальнего света фар ночную дорогу не увидишь. Но вот беда — он неминуемо ослепляет водителей встречных машин. Может быть, система ночного видения станет долгожданной панацеей?

Системы ночного видения

На практике все выглядит довольно просто. Инфракрасные прожекторы установлены в блоке фар, инфракрасная камера расположена у верхней кромки лобового стекла. Компьютер обрабатывает изображение, а на дисплее отображается полученная картинка. Так, например, выглядит система ночного видения на Mercedes-Benz.

Системы ночного видения

Инженеры BMW сумели обойтись без инфракрасных фар — одной лишь инфракрасной камерой, расположенной за решеткой радиатора. Она работает как тепловизор и прощупывает пространство впереди на расстоянии до 300 м! Три процессора вычисляют траекторию движения машины, и когда на пути ее следования оказывается человек, на дисплей выводится тревожное предупреждение. Подобную систему устанавливают и на некоторые модели Audi. Правда, радиус ее действия гораздо скромнее — до 90 м.

Системы ночного видения

Однако при всех своих достоинствах электронный глаз не может заменить человеческий. Следить за дорогой в любом случае придется традиционным способом — через лобовое стекло. По большому счету, система имеет вспомогательное значение — своеобразное дополнение к зеркалам. К тому же, удовольствие обойдется недешево: например, для BMW 5-й серии Night-view стоит от 112 400 руб.

Мы решили: Покупая автомобиль премиум-класса за два-три миллиона, не стоит экономить сто тысяч на системе ночного видения. В критической ситуации она поможет вам избежать серьезного ущерба и даже спасти жизнь зазевавшегося пешехода.

Как выбрать систему ночного видения для автомобиля?

В данной статье мы попытаемся раскрыть следующие вопросы:

какие существуют на сегодняшний день решения. Что лучше использовать: специальные тепловизоры для автомобиля или классические системы ночного видения;

преимущества и недостатки тех или иных решений;

Зачем нужно ночное видение для автомобиля?

Из нашего опыта, все клиенты, установившие у нас оборудование для ночного видения, делятся на несколько категорий.
Первая категория: это люди реально столкнувшиеся с проблемами при вождении в темное время суток. Нередко к нам приходили после столкновения с лосем или каким то другим животным — часто машину уже списывали после таких аварий. В первую очередь они после покупки машины сразу хотят поставить какой нибудь прибор ночного видения, чтобы избежать таких ситуаций в будущем.
Вторая категория: охотники. Они знают чего хотят — сразу просят ставить специальный тепловизор на автомобиль, чтобы ночью заехав в лес, не выходя из машины, обнаруживать дичь. Тем более современные тепловизоры обладают специальными детекторами людей и животных, но об этом чуть ниже.

Третья категория: люди которые хотят идти в тренде. Часто они видели такие тепловизоры на люксовых лимузинах (BMW 7 и AUDI A8), где такие системы идут в штатной комплектации.

Какие существуют на сегодняшний день решения?

1. Классическое ночное видение на основе чувствительных ЭОП (электронно оптический преобразователь).

Первое поколение таких приборов было разработано во время второй мировой войны в Германии. Основной фотоэлемент ЭОП позволяет видеть пространство, подсвечиваемое ИК-светом. Делятся на 3 поколения.
Проблема таких устройств: нужно постоянное подсвечивание ИК-светом и они боятся засветки, то есть ездить можно только по темному лесу.
2. Автомобильный тепловизор.
На сегодняшний день автомобильный тепловизор является наиболее продвинутым и оптимальным решением для автомобиля. В своей основе использует тепловизионную матрицу, которая реагирует на выделяемое тепло любого объекта. Т.е. данные приборы не боятся засветки, и им не нужен свет в принципе. Изображение которое показывается на экране полностью сформировано на основе выделяемого тепла объекта.
Наиболее важными параметрами у тепловизоров являются: частота обновления кадров и размер объектива. Частота обновления кадров отвечает за то, как плавно на экране будет показываться картинка при больших скоростях. Размер объектива отвечает за расстояние которое покрывается. Надо сказать, что не всегда большой объектив у тепловизоров есть хорошо, т.к. чем больше он — тем меньше угол обзора. Т.е. тут нужна золотая середина. Современные тепловизоры для автомобиля видят на расстоянии до 300–400 метров, в последних моделях установлены так называемые DSP модули, которые на экране могут выделять людей, животных и автомобили, плюс к этому сигнализировать об опасном приближении.
Родоначальником таких тепловизоров в массы является компания FLIR , которая выпустила модель PathfindIR, она ставиться штатно в некоторых комплектациях BMW 7 серии и AUDI A8. Второе поколение PathfindIR II уже имеет тот самый модуль DSP который идентифицирует людей и животных.
Ниже представлено видео работы FLIR PathfindIR II :

Вот видео с того же тепловизора, обзор с окна. Частота 9 Гц.

Из недостатков данного прибора можно выделить: отсутствие идентификации автомобилей и отсутствие звукового сигнала. Также в Россию данные приборы официально поставляются только с частотой 9 Гц, что является существенным минусом.

Наиболее серьезным конкурентом данной модели является Guide N-Driver китайского производителя Guide . Пусть вас не смущает, что производитель родом из Китая, все матрицы для тепловизоров делаются не нескольких заводах расположенных в США и Европе, поэтому начинка у Guide полностью Европейская.

Преимущества Guide N-Driver — частота 50 Гц, идентификации автомобилей, звуковой сигнал опасного сближения. Учитывая, что цена с Flir Pathfindir II почти равны, N-Driver выигрывает его по всем параметрам.

Наши клиенты которые перед покупкой и установкой сравнивали оба, в 100% случаях выбирали N-Driver.

Вот видео работы Guide N-Driver:

На сегодняшний день наша компания не только продает автомобильные тепловизоры, но и профессионально устанавливает и дает официальную гарантию на всю продукцию.
Если вы хотите купить автомобильные тепловизор, установить его на свой автомобиль или же просто проконсультироваться, Вы можете обратиться к нам по телефонам:

Автомобильное ночное видение (CNV — Car Night Vision) – очередная технология оснащения транспортных средств, направленная на обнаружение и предупреждение водителя о препятствиях. Рассмотрим подробнее ночное видение автомобиля – технологию обнаружения препятствий в ночное время, и как работает эта система вне досягаемости автомобильных фар. Сразу отметим: новейшими разработками используются алгоритмы, определяющие, является ли источник инфракрасного излучения живым организмом на проезжей части. Затем устройством активируется элемент фары или другой, чтобы таким способом предупредить водителя и объект на дороге.

Развитие автомобильных систем ночного видения

Самые первые системы автомобильного ночного видения (включая разработки 2000–2014 годов) отличались ограниченной функциональностью и при этом оценивались рынком на уровне $3000. Старые конструкции требовали от водителя постоянно переключать внимание от полотна дороги на дисплей и вновь на дорогу.

Системы ночного видения, предназначенные для установки в легковом автомобиле, традиционно использовались только в машинах высшего класса. Однако теперь ситуация меняется в пользу владельцев обычных машин

Две конфигурации автомобильного ночного видения

За весь период разработки устройств подобного рода были созданы два типа конфигураций:

Работа каждой из конфигураций отличается своими особенностями, что естественным образом отражается на эффективности и прочих свойствах технологии ночного видео для автомобилей.

Системой ночного видения обычно используется инфракрасный датчик, смонтированный в области решетки автомобильного радиатора. Датчиком идентифицируются объекты на дороге, излучающие тепло. Собственно, датчиком, в данном случае, выступает видеокамера, фиксирующая инфракрасный спектр чуть выше диапазона видимого света.

Сигнал от датчика обрабатывается электроникой и выводится как изображение на дисплей, установленный в области приборной панели перед водителем автомобиля. Алгоритмы обнаружения и обработки инфракрасных сигналов постоянно совершенствуются. Однако в целом структура применима к любой конфигурации системы.

Как работает пассивное ночное видение?

Пассивные системы распространены больше активных систем ночного видения. Устройством пассивного типа определяется тепло, без необходимости дополнительного облучения. Излучающие тепло объекты (люди, животные) отображаются на ЖК-дисплее автомобиля более яркими засвеченными изображениями. Холодные объекты, соответственно, выглядят затемнёнными.

Такой вид объектов, зафиксированных тепловизионной камерой, отмечается на дисплее системы ночного видения легкового автомобиля. В зависимости от типа конфигурации (пассивная, активная) монохромное изображение несколько меняется

Между выражено тёмными и яркими светлыми объектами также выделяются объекты серых тонов, которыми обычно выступают дорожное полотно, камни на обочине. Нагретые солнцем в течение дня, такие объекты тоже излучают тепло в часы вечернего времени. В целом изображение дисплея напоминает фотографический негатив.

Пассивное автомобильное ночное видение позволяет определить объект на расстоянии до 300 метров (технический параметр). При скорости движения транспорта 100 км/час на проселочной дороге, такое расстояние преодолевается теоретически за 10-15 секунд. То есть, у водителя есть время для принятия решения.

Как работает активное ночное видение?

Активные автомобильные системы ночного видения используют инфракрасный облучатель, иногда часть кластера фар, для облучения полотна дороги в диапазоне инфракрасного спектра. Изображение получается более высокого разрешения, чем в случае пассивной конфигурации. Элементы дороги и здания проявляются существенно лучше. По качеству такое изображение сопоставимо с кадрами чёрно-белого телевизора.

Пример работы устройства с активной конфигурацией демонстрирует более высокое качество изображения на дисплее, но вместе с тем такие системы показывают меньший уровень чувствительности на расстоянии по сравнению с пассивными устройствами

При активном ночном видении можно установить камеру выше и непосредственно в салоне автомобиля, например, в зеркале заднего вида, для лучшего обзора. Как и в случае с обычными фарами, диапазон подсветки активных систем ночного видения уменьшается в условиях:

соответственно, эффективность действия на расстоянии также снижается. Достаточно хорошее изображение активной системы теоретически может позволить управлять машиной непосредственно через дисплей ночного видения. Однако практически такое управление невозможно. Исключение составляют отдельные случаи, когда в течение непродолжительного времени функция облучателя чётко показывает осевую линию тротуара и края дорожной разметки.

Как установить ночное видение автомобиля?

Рассмотрим технику инсталляции ночной видеосистемы на автомобиль, опираясь на общепринятую концепцию, с учётом разработанных систем после 2016 года (то есть самых новых на данный момент).

Некий прототип системы ночного видения для авто предлагается на AliExpress по цене около $300 (правда, больше напоминает видеорегистратор). Желающие могут рискнуть. Как правило, модули ночного видения автомобилей состоят из трёх основных частей:

Камера-тепловизор.
Дисплей монохромный.
Блок адаптера с кабелями и монтажными деталями.

Монтаж инфракрасной камеры

Последние разработки тепловизионных камер, как правило, поддерживают беспроводное соединение для связи с модулем обработки сигнала и дисплеем водителя. Источником питания устройства является аккумулятор автомобиля. Форма камеры разрабатывается обычно в соответствии с конструкцией дисплея и других деталей.

Классическое место установки тепловизионной камеры – впереди радиатора автомобиля. Также камерам предъявляются определённые требования по углам относительно горизонта

Кроме того, монтажные размеры устройства и конструкции монтажных частей выполняются с учётом простотой установки и адаптации под различные виды транспортных средств. Конструкция современной тепловизионной камеры надежна, сделана под скрытую установку.

Монтаж тепловизионной камеры традиционно осуществляется впереди автомобиля. Инсталляция может отличаться, в зависимости от модели транспортного средства. Однако, как правило, автомобильная решетка радиатора аккуратно вырезается по центру, после чего устройство монтируется за уровнем радиаторной решётки.

Благодаря малым габаритам устройства, зазор между радиаторной решёткой и внешней границей линзы минимален. После монтажа обрезанный кусок решётки радиатора устанавливается на место и крепится любым удобным способом. Важным моментом монтажа является обеспечение беспрепятственного обзора для объектива камеры, без ограничений обзора частями радиаторной решётки.

Установка тепловизионной камеры производится с помощью специальных винтов, входящих в комплект поставки. Владельцу машины или механику рекомендуется для ознакомления инструкция по установке. Строго под прямой угол камера устанавливается за счёт специальных деталей-регуляторов.

Установочные размеры и другие детали

Рекомендуемые размеры для установки по вертикали — оптимально 650 мм от точки касания передних шин с землёй до центра объектива камеры. По горизонтали – строго по центру между головными фарами (или противотуманными фарами) с максимальным расстоянием 790 мм и минимальным расстоянием 480 мм, соответственно.

Точно рассчитанная область инсталляции камеры тепловизора играет существенную роль в работе всего устройства в целом. Поэтому этому моменту монтажа придают особое значение

Установка камеры в максимальном диапазоне является более адекватной, поскольку снижает риск повреждения камнями и другими факторами дорожного состояния. К тому же, камеру тепловизора желательно располагать как можно дальше от двигателя, чтобы предотвратить чрезмерный нагрев.

Установленную тепловизионную камеру необходимо точно выровнять по уровню горизонта. Допускается отклонение угла выравнивания устройства по горизонту с расчётом +/- 2°. Также возможно установить тепловизионную камеру в других местах передней области автомобиля, но максимальный уровень эффективности, как отмечается практикой, достигается при установке устройства именно в центральной части.

Для проверки условий работы тепловизионной камеры после монтажа, кабель питания необходимо соединить с аккумуляторной батареей автомобиля. Беспроводная система устройства запускается автоматически и самостоятельно распознаёт дисплей. Свечение индикатора питания демонстрирует сигнал успешного подключения системы.

Особенности тепловизионных камер

Тепловизионные камеры не поддерживают обычные стеклянные линзы, поскольку стекло отражает тепловое излучение, не пропускает инфракрасные лучи сквозь линзу. Обычно применяются следующие материалы для изготовления тепловизионных линз:

германий (Ge),
халькогенидное стекло,
селенид цинка (ZnSe),
сульфид цинка (ZnS).

Для тепловизионной камеры требуется источник питания 12В. Диапазон рабочих температур обычно достигает значений -40°C / + 80°C. Оптимальные габаритные размеры камеры без дополнительных деталей — 120x80x40 мм. Длина кабеля питания не более 150 см.

Монтаж дисплея и блока адаптера системы ночного видения

Для современного модуля мобильного типа ограничений по монтажу практически не существует, учитывая наличие беспроводного интерфейса связи. Владелец современного комплекса ночного видения автомобиля, по сути, волен установить монитор где угодно. Главный момент – обеспечить хорошую видимость и удобство управления.

Так примерно выглядит концепция современного беспроводного дисплея автомобильной системы ночного видения. Более удобный вариант для водителя, по сравнению с устаревшими встроенными дисплеями

Как правило, модули беспроводных дисплеев оснащаются кронштейнами-присосками (по типу камер заднего вида). Благодаря такой детали, очень просто и удобно закрепить модуль практически в любом месте. Старые версии систем, как правило, предполагали жёсткий встраиваемый монтаж монитора непосредственно в панель перед водителем и применение проводного питания.

Модуль адаптер размещается также в любой удобной зоне автомобиля, но желательно предусмотреть такое месторасположения, чтобы кабель питания укоротить до минимально возможной длины. Этим действием предотвращается возможное появление наводок по цепям питания (например, от генератора), способным провоцировать нарушение работы беспроводной системы.

КРАТКИЙ БРИФИНГ

Читайте также: