車輛紅外線夜視輔助系統介紹

◆文/福建 林宇清

車輛紅外線夜視輔助系統介紹

◆文/福建 林宇清

夜視系統的原理是將人們肉眼看不見的紅外線轉化成為可見光。絕對0度以上的物體都要輻射能量。溫度越低，波長越長。一般室溫時，為紅外線。當溫度為800℃左右，輻射為可見光，就是為什么鐵燒紅了人能看到亮光。紅外線是看不見的，到了晚上沒有可見光，但是仍在輻射紅外線，人和周圍的樹木的溫度不同，輻射的紅外線波長也不同。因為輻射的紅外線很弱，所以轉化成的可見光也很弱。

夜視系統能使駕駛員辨別出距離210m左右路旁身著淺色衣服的試驗假人，比氙氣大燈提早41m左右。而在行人身著黑色衣服時，可提早92m左右。這意味著采用夜視輔助系統可以將夜間行車安全性提高125%以上。同時，由于對于潛在危險信息的充分掌握也能夠使駕駛者在夜間駕駛過程中的心理壓力大為緩解，進而使駕駛過程更加舒適放松。

以奔馳夜視輔助系統為例，在黎明或夜間模式下，該系統能在大燈光束照射到（駕駛員視野范圍內）行人和障礙物之前，就能夠監測到車輛前方行人和障礙物的圖像，并通過儀表盤顯示給駕駛員。該功能在上一代S級（221車型，圖1）轎車中開始配備，隨著新一代S級（222車型）轎車問世，對之前的夜視輔助系統版本進行了改進。

部件介紹

該系統由以下部件組成。B84/2 夜視輔助攝像頭，位于前風擋玻璃的右側（圖2），采用紅外線設計，記錄車輛前方區域內的圖像，并提供其探測范圍內是否存在行人的信息，然后通過數字視頻線LVDS將數據（低電壓差動信號）發送到N101夜視系統控制單元。

紅外線燈E1e11/ E2e11：位于兩個前照燈上， 當它被激活時，產生的紅外線用于照射車輛前方區域，相應的夜視圖等同于在遠光燈下透過風擋玻璃所見到的情景。由于人眼看不到紅外線光束，因此不會使來車駕駛員目眩。

B38/2雨量/光線傳感器： 位于B84/2的旁邊，測量環境光線強度和雨量大小。通過LIN線將信號傳送至上部控制面板控制單元（221車型）或前SAM控制單元（222車型）。

N101夜視輔助系統控制單元： 位于駕駛員A 柱下裝飾板內側，分析攝像頭的數據，再通過集成化數據處理，將畫面傳輸給A1儀表顯示，其中識別的行人和動物，以高亮度顯示。此外，它也是CAN用戶，通過CAN網絡讀取其他數據信息（如車速和所選擋位等）。在新一代奔馳夜視輔助系統（增強型）中，N101還有控制前照燈光束功能，即控制“聚光燈”功能。

在新一代夜視輔助系統增強型中，對之前的夜視輔助系統版本進行了改進，新增了夜視輔助系統紅外遠距離攝像頭B84/11，安裝在散熱器格柵后方的右側（圖3），它以更大的波長范圍工作，用于探測行人和動物，捕捉的畫面數據也是通過LVDS線傳送至N101。它與B84/2的區別在于，B84/2無法探測動物。對動物的探測取決于動物的身形（例如B84/11會探測鹿、牛、馬），增強版夜視輔助系統部件位置如圖4所示。

工作原理

如果天色漸暗，光線傳感器檢測到環境亮度過低，而且車速高于15km/h時，夜視輔助系統開啟，根據環境亮度可分為黎明和夜間模式，在黎明模式下， 圖像僅由B84/2紅外近距離攝像頭捕捉；在夜間模式下，大燈上的紅外線燈啟用，在此基礎上，B84/2不斷記錄車輛前方的圖像，畫面數據由夜視輔助系統控制單元進行處理，然后顯示在儀表中。紅外線燈能夠照射車輛前方150m的距離（發射的紅外波能覆蓋150m），而行人識別能達到90m（人距車輛90m內能被識別到），檢測到的行人將高亮顯示（圖5）。夜視輔助功能可通過駕駛員側儀表板按鈕組中的夜視輔助按鈕S1s9實現手動開啟和關閉。

夜視增強版在白天和黑暗中都能提供前方區域的圖像。在白天或黃昏剩余光線（光照強度）依然能滿足時，人為打開夜視輔助系統，則紅外攝像頭B84/2會對車輛前方區域進行掃描，但紅外線燈和B84/11紅外線遠距離攝像頭不會被開啟（由于光照強度能滿足，受光線傳感器限制），在白天無法檢測行人或動物（儀表屏幕仍會顯示人和動物圖像，但不會高亮顯示，此時人或動物和周圍環境一樣，大燈也不會聚光）。在夜間模式下，紅外線燈就會啟用，前方區域由兩個攝像頭進行掃描。當遠光燈打開時，兩個夜視輔助攝像頭的檢測范圍與能見距離相差無幾，圖像數據由N101夜視輔助系控制單元進行調節，并通過儀表盤顯示給駕駛員。

增強型夜視輔助系統在原來基礎上進行了改進，包括以下功能：（1）檢測車輛前方最遠160m范圍內的行人和100m范圍內的動物（例如：鹿、牛、馬），并以清晰、彩色、高亮度圖像顯示在儀表盤夜晶屏上；（2）具備“聚光燈”功能，所謂的“聚光燈”即左側或右側大燈將其部分光束聚焦到目標物上，從而使駕駛員有機會及時為具體情況做好相應的準備。當檢測到路上或路旁存在行人或動物時，相應的前照燈光錐會對準檢測到的行人或動物的方向，此時會向行人發出數次閃光警告，但不會向檢測到的動物閃光，因為它們對脈沖光束的反應是難以預測的。

另外增強型夜視輔助系統開啟有兩種途徑：（1）通過儀表盤中的“輔助”（Assistance） 菜單開啟。（2）通過夜視輔助系統按鈕S6/1s5手動開啟。

夜視系統工作原理如圖6所示、增強版如圖7所示，各部件具體位置如圖8所示。

圖6中N93為中央網關，不同CAN網絡之間的通信需要借助N93來完成，箭頭指向代表信號的傳輸方向或控制方向，如：前SAM控制單元（N10/1）促動E1e11。夜視功能可通過該圖來理解：B84/2將采集的數據通過LVDS視頻線傳輸給N101，由N101分析和處理后，依舊通過LVDS傳輸給A1，以此在儀表盤中顯示圖像。B38/2通過LIN線將光照強度信號傳送至N70，然后由N70通過CAN網絡傳送至N101，N101據此判斷是否需要激活紅外線燈。如需啟動紅外線燈，由N10/1促動E1e11，確保夜視功能的條件得到滿足。其他的信號，如車速則由轉速傳感器傳送給ESP處理，然后通過CAN網絡傳送至N101和A1。

在增強版工作原理簡圖（圖7）當中，需要注意的是中央網關改為N73，新增了B84/11，但信號傳輸與B84/2一樣，其余的分析與夜視系統一致。