汽車夜視系統發展歷程與工作原理解讀

在電影中，你經常可以看到一些神秘特工晚上在山路上自由駕駛酷炫的跑車，甚至為了執行任務而不打開大燈。事實上，它可以依靠夜視系統來看到前方的道路。夜視設備在軍隊中被廣泛使用。例如，駕駛阿帕奇直升機的士兵通常戴著一副夜視鏡，這比飛機上裝載的武器和其他裝備更有效；

步和狙擊步的鏡頭是目前夜視技術的前沿應用。

本文將討論該系統是如何在汽車中使用的。眾所周知，昏暗環境下的交通事故發生率高于光線充足的情況。近年來，美國和歐洲的研究人員做了大量的研究和開發，希望夜視系統能夠在光線昏暗的夜晚降低交通事故的發生率。

白天夜幕降臨時，保持駕駛視野對駕駛員來說是令人放心的。目前，寶馬、梅賽德斯-奔馳、豐田和通用汽車正在開發自己的夜視系統。那么什么是夜視系統，它是如何工作的呢？

人眼可以看到圖像，因為它可以識別電磁波譜中紫色到紅色范圍內的反射波。人眼無法識別的光被稱為短紅外波。“短紅外波”實際上是紅外的一個眾所周知的表達方式，它包括三類。

近紅外光、中紅外光和遠紅外光。這三種光的區別在于波長不同。近紅外光的波長小于1.5微米，是人眼最容易識別的光之一。遠紅外光的波長可以高達30微米，這是物體本身發出的光，而不是反射光。也就是說，遠紅外光的這種特性可以用作熱信號，這是它與其他兩種光的最大區別。

實現夜視的兩種主要方法是熱成像和光子檢測（或圖像增強）。這兩種方法都有明顯的優點和缺點。熱成像形成的圖像并不清晰，但它可以靈敏地捕捉物體的熱信號。例如，士兵可以通過在狙擊步中使用熱成像夜視鏡來看到隱藏在建筑物或障礙物后面的敵人。但與此同時，在熱成像中看到的發光的人體也可能是友好的，而且由于其粗糙的圖像，無法區分敵人和我。

相反，圖像增強可以使圖像清晰。通常，這種夜視設備的圖像是綠色的，除此之外，它的圖像幾乎與白天的圖像相同。這種方法從環境光中提取光子，并在圖像增強管中將其轉換為電子。當電子通過管道時，管道中的原子會釋放出類似的電子，電子的能量會被管道中的微通道板（MCP）放大數千倍。

在圖像增強管的末端，電子將撞擊帶有磷光體涂層的屏幕。這些電子在通過微通道時將保持其相對位置，這將確保圖像的完整性，因為電子的排列方式與光子最初的排列方式相同。這些電子攜帶的能量將使磷光體受到激發并釋放光子。這些磷光體會在屏幕上產生綠色圖像，這已成為夜視設備的一個主要功能。

2000年，通用汽車在凱迪拉克品牌汽車上增加了熱成像夜視系統。當時，該系統非常昂貴，而且無法產生清晰的圖像。豐田集團緊隨其后，旗下豪華子品牌雷克薩斯車型仍配備了先進的夜視系統。但是既然夜視系統如此有用，為什么不在每輛車上都配備它呢？這仍然是一個成本問題。眾所周知，汽車制造商不可能為低端汽車配備昂貴的設備，這會掩蓋其市場地位。

自2006年以來，夜視系統已被用于梅賽德斯-奔馳和寶馬豪華汽車品牌的汽車產品中。

汽車夜視系統的工作原理

盡管梅賽德斯-奔馳和寶馬都有汽車夜視系統，但它們的工作原理不同。梅賽德斯-奔馳使用主動夜視系統或近紅外系統，這與上述軍方使用的圖像增強技術類似。另一方面，寶馬采用了被動夜視系統，即遠紅外光技術。

寶馬夜視系統可以判斷物體是人還是動物，但不能判斷它是死是活。換句話說，熱成像夜視系統檢測到的物體可能是巨石或倒下的樹。該系統基于安裝在車輛前方的CMOS傳感器獲取物體的熱信號，并在中控臺顯示屏上輸出320×240像素的圖像。一個物體包含的熱量越多，它在圖像中就越亮。該系統最多可檢測3個物體……

米。它的缺點是清晰度差。

梅賽德斯-奔馳的近紅外夜視系統可以在夜間提供高清畫面。任何被汽車遠光燈照亮的物體都可以通過一系列投影燈和攝像頭夜視系統在白天轉換成明亮清晰的畫面。與寶馬被動夜視系統相比，它的優點是不僅可以檢測到熱的物體，還可以檢測到不具有加熱信號能力的物體。然而，該系統的檢測范圍只有183米，不如寶馬的被動夜視系統。梅賽德斯-奔馳夜視系統的另一個缺陷是在霧天夜視效果不好。與寶馬夜視系統不同的另一點是，該系統的檢測設備位于方向盤后面，與駕駛員的視線幾乎在同一條線上，而不是位于中控臺。這種設置的優點是駕駛員可以更容易地觀察夜視系統處理的圖像。

兩個夜視系統都可以通過位于遠光燈開關裝置附近的按鈕打開/關閉。此外，他們不會受到迎面而來的車輛光線的影響。梅賽德斯-奔馳和寶馬的研究人員目前正在努力改進夜視系統的警告標志。目前的挑戰是，該系統無法判斷熱信號是否對車輛構成威脅——也許夜視系統檢測到的熱信號只是路邊的靜止物體。在電影中，你經常可以看到一些神秘特工晚上在山路上自由駕駛酷炫的跑車，甚至為了執行任務而不打開大燈。事實上，它可以依靠夜視系統來看到前方的道路。夜視設備在軍隊中被廣泛使用。例如，駕駛阿帕奇直升機的士兵通常戴著一副夜視鏡，這比飛機上裝載的武器和其他裝備更有效；

步和狙擊步的鏡頭是目前夜視技術的前沿應用。

本文將討論該系統是如何在汽車中使用的。眾所周知，昏暗環境下的交通事故發生率高于光線充足的情況。近年來，美國和歐洲的研究人員做了大量的研究和開發，希望夜視系統能夠在光線昏暗的夜晚降低交通事故的發生率。

白天夜幕降臨時，保持駕駛視野對駕駛員來說是令人放心的。目前，寶馬、梅賽德斯-奔馳、豐田和通用汽車正在開發自己的夜視系統。那么什么是夜視系統，它是如何工作的呢？

人眼可以看到圖像，因為它可以識別電磁波譜中紫色到紅色范圍內的反射波。人眼無法識別的光被稱為短紅外波。“短紅外波”實際上是紅外的一個眾所周知的表達方式，它包括三類。

近紅外光、中紅外光和遠紅外光。這三種光的區別在于波長不同。近紅外光的波長小于1.5微米，是人眼最容易識別的光之一。遠紅外光的波長可以高達30微米，這是物體本身發出的光，而不是反射光。也就是說，遠紅外光的這種特性可以用作熱信號，這是它與其他兩種光的最大區別。

實現夜視的兩種主要方法是熱成像和光子檢測（或圖像增強）。這兩種方法都有明顯的優點和缺點。熱成像形成的圖像并不清晰，但它可以靈敏地捕捉物體的熱信號。例如，士兵可以通過在狙擊步中使用熱成像夜視鏡來看到隱藏在建筑物或障礙物后面的敵人。但與此同時，在熱成像中看到的發光的人體也可能是友好的，而且由于其粗糙的圖像，無法區分敵人和我。

相反，圖像增強可以使圖像清晰。通常，這種夜視設備的圖像是綠色的，除此之外，它的圖像幾乎與白天的圖像相同。這種方法從環境光中提取光子，并在圖像增強管中將其轉換為電子。當電子通過管道時，管道中的原子會釋放出類似的電子，電子的能量會被管道中的微通道板（MCP）放大數千倍。

在圖像增強管的末端，電子將撞擊帶有磷光體涂層的屏幕。這些電子在通過微通道時將保持其相對位置，這將確保圖像的完整性，因為電子的排列方式與光子最初的排列方式相同。這些電子攜帶的能量將使磷光體受到激發并釋放光子。這些磷光體會在屏幕上產生綠色圖像，這已成為夜視設備的一個主要功能。

2000年，通用汽車在凱迪拉克品牌汽車上增加了熱成像夜視系統。當時，該系統非常昂貴，而且無法產生清晰的圖像。豐田集團緊隨其后，旗下豪華子品牌雷克薩斯車型仍配備了先進的夜視系統。但是既然夜視系統如此有用，為什么不在每輛車上都配備它呢？這仍然是一個成本問題。眾所周知，汽車制造商不可能為低端汽車配備昂貴的設備，這會掩蓋其市場地位。

自2006年以來，夜視系統已被用于梅賽德斯-奔馳和寶馬豪華汽車品牌的汽車產品中。

汽車夜視系統的工作原理

盡管梅賽德斯-奔馳和寶馬都有汽車夜視系統，但它們的工作原理不同。梅賽德斯-奔馳使用主動夜視系統或近紅外系統，這與上述軍方使用的圖像增強技術類似。另一方面，寶馬采用了被動夜視系統，即遠紅外光技術。

寶馬夜視系統可以判斷物體是人還是動物，但不能判斷它是死是活。換句話說，熱成像夜視系統檢測到的物體可能是巨石或倒下的樹。該系統基于安裝在車輛前方的CMOS傳感器獲取物體的熱信號，并在中控臺顯示屏上輸出320×240像素的圖像。一個物體包含的熱量越多，它在圖像中就越亮。該系統最多可檢測3個物體……

米。它的缺點是清晰度差。

梅賽德斯-奔馳的近紅外夜視系統可以在夜間提供高清畫面。任何被汽車遠光燈照亮的物體都可以通過一系列投影燈和攝像頭夜視系統在白天轉換成明亮清晰的畫面。與寶馬被動夜視系統相比，它的優點是不僅可以檢測到熱的物體，還可以檢測到不具有加熱信號能力的物體。然而，該系統的檢測范圍只有183米，不如寶馬的被動夜視系統。梅賽德斯-奔馳夜視系統的另一個缺陷是在霧天夜視效果不好。與寶馬夜視系統不同的另一點是，該系統的檢測設備位于方向盤后面，與駕駛員的視線幾乎在同一條線上，而不是位于中控臺。這種設置的優點是駕駛員可以更容易地觀察夜視系統處理的圖像。

兩個夜視系統都可以通過位于遠光燈開關裝置附近的按鈕打開/關閉。此外，他們不會受到迎面而來的車輛光線的影響。梅賽德斯-奔馳和寶馬的研究人員目前正在努力改進夜視系統的警告標志。目前的挑戰是，該系統無法判斷熱信號是否對車輛構成威脅——也許夜視系統檢測到的熱信號只是路邊的靜止物體。

標簽：寶馬奔馳豐田凱迪拉克雷克薩斯

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