آشنایی با سیستم دید در شب خودرو (Night Vision) و روش کار آن

سیستم دید در شب خودرو چیست؟

تکنولوژی دید در شب به‌طور کلی قدمتی بیش از یک قرن در دنیا دارد. اما استفاده از آن در صنعت خودروسازی عمری ۲۰ ساله دارد. جنرال موتورز اولین کمپانی خودروسازی بود که این تکنولوژی را در برخی نمونه‌های کادیلاک به‌کار گرفت. تکنولوژی به‌کار گرفته شده توسط جنرال موتور از نوع حرارتی بود و کیفیت اجرایی چندانی نداشت.

به‌طور کلی تکنولوژی‌های دید در شب از دو نوع حرارتی و تشخیص فوتون هستند. نمونه‌های حرارتی در تمامی سطوح دقت عمل و وضوح لازم را ندارند. اما معمولا از این نوع در خودروسازی استفاده می‌شود. پس از جنرال‌موتورز تویوتا سعی کرد تا در خودروهای لوکس خود یعنی لکسوس این تکنولوژی را به کار بگیرد. اما لکسوس نیز نتوانست با دوربین نایت ویژن خود سروصدای چندانی به پا کند. قدم بعدی را مرسدس بنز و ب‌ام‌و در آلمان برداشتند و این‌بار شرایط تکنولوژی نایت ویژن در خودروسازی بهبود چشمگیری پیدا کرد. به‌طوری که از سال ۲۰۰۶ دوربین‌های دید در شب در بسیاری خودروهای این دو کمپانی عرضه می‌شود. البته تکنولوژی‌های به‌کار گرفته شده برای این دوربین‌ها در هر یک از دو کمپانی متفاوت است. ب‌ام‌و از تکنولوژی حرارتی و مرسدس بنز از مدل‌های تشخیص  فوتون بهره می‌برد.

کارکرد سیستم دید در شب خودرو

مهمترین کاربرد تکنولوژی نایت ویژن، ایجاد امکان رانندگی در مسیرهای کاملا تاریک و بدون چراغ در طول شب است. به کمک این تکنولوژی که با استفاده از سیستم مادون قرمز کار می‌کند، می‌توان حتی در تاریکی موانع و اجسام چند متر دورتر را تشخیص داد. تصاویر دوربین نایت ویژن برروی مانیتور مرکزی خودرو پخش می‌شود و راننده با توجه به آن می‌تواند در رانندگی در مسیر ادامه دهد.

تصاویر ارسال شده از سوی دوربین نایت ویژن کیفیت چندانی ندارند و معمولا شبیه به تصویر نگاتیو عکاسی هستند اما همین تصاویر با تشخیص اجسام موجود در مسیر ایمنی راننده و سرنشینان را تأمین می‌کنند. ضمن اینکه ایمنی عابران و حیواناتی که در طول شب از مسیر عبور می‌کند نیز بیش از پیش تأمین می‌شود. بنابراین کاربرد مهم دیگر این تکنولوژی افزایش ایمنی است. البته برخی از دوربین‌های نایت ویژن قدرت تشخیص اجسام را ندارند و ممکن است امکان تمیز دادن بین یک حیوان مرده با یک تکه سنگ را برای راننده ایجاد نکنند.

نحوه عملکرد دوربین‌های نایت ویژن

دوربین به‌کار رفته در سیستم دید در شب یا همان دوربین نایت ویژن با استفاده از لنز‌های NVD سه رنگ اصلی را به یک رنگ (خاکستری) تبدیل می‌کند. عملکرد لنزهای NVD به شکلی است که از طریق سه رنگ اصلی ، روشنایی یا تاریکی را به نمایش می‌گذارد، از همین رو تصویری که از این لنز‌ها مشاهده می‌کنیم به شکلی است که اجسام و المان‌های مختلف بر اساس روشنایی که تولید می‌کنند از هم جدا می‌شوند و با آنالیزی که توسط این لنزها انجام می‌شود هرچه رنگ‌دانه‌های یک جسم پررنگ‌تر باشد، تصویر منعکس شده توسط لنز‌های NVD برای راننده در نمایشگر خودرو، روشن‌تر است. در سیستم دید در شب از نور مادون قرمز استفاده شده که علاوه بر نامرئی‌بودن می‌تواند موانع متحرک را از روی گرمای بدنشان تشخیص دهد. این سیستم که با توجه به طول موجش در۳ بازه مادون قرمز نزدیک (NIR)، مادون قرمز متوسط (MIR) و مادون قرمز دور (FIR) طبقه‌بندی می‌شود در دو نوع فعال و غیرفعال به بازار ارائه می گردد.

تکنولوژی دید در شب از نوع فعال یا اکتیو

سیستم فعال یا همان NIR با پخش کردن نور مادون‌قرمز، مشابه سیستم‌های نظامی، شب را برای شما روشن می‌کند. در این مدل، پخش نور مادون قرمز توسط چراغ مخصوص، در پرتوی خاص (NIR) صورت می‌گیرد. این نور به اجسام موجود در جاده برخورد کرده و بازتاب حاصل از این برخورد را توسط آشکارساز به‌روی نمایشگر برمی‌گرداند.

در این سیستم  تصاویر با رزولوشن و وضوح بسیار بالا ارسال می‌شوند. به‌طوری‌که در آن می‌توان اشیا و اجسام را با جزئیات مشاهده کرد؛ اما ایراد اصلی نایت ویژن اکتیو، عملکرد ضعیف آن‌ در هنگام باران و نیز مه است. البته این سیستم به تغییرات دمایی هوا حساسیت ندارد. دوربین در این سیستم ممکن است پشت آینه مرکزی نصب شود یا در جلو پنجره خودرو. این سیستم به‌دلیل برد ۲۰۰ تا ۵۰۰ متری‌اش مشتریان خاصی را به‌دنبال خود می‌کشد. البته این برد تقریبا کارایی آن را در سرعت‌های بالا کاملا از بین می‌برد. استفاده از سیستم اکتیو نایت ویژن در کمپانی‌های مرسدس بنز و لکسوس مرسوم است. با این تفاوت که تصاویر در خودروهای لکسوس رنگی است و در مرسدس بنزها تصاویر سیاه و سفید ارائه می‌شود.

تکنولوژی نایت ویژن از نوع غیر فعال یا پسیو

در تکنولوژی دید در شب غیرفعال یا نایت ویژن پسیو، با استفاده از روش نظامی دوربین‌های حرارتی اقدام به مشاهده جانداران و اجسام می‌کنند. در این سیستم لنز‌های NVD در جلو پنجره خودرو نصب شده و طیف مادون قرمز را ضبط کرده و در نمایشگر به تصویر می‌کشد. این سیستم قادر به تشخیص موجودات جاندار است. این سیستم وضوح پایینی دارد و در شرایط آب‌وهوایی گرم، عملکرد ضعیفی را به نمایش می‌گذارد، ولی به دلیل بُرد بالای ۱۰۰۰ متری که فراهم می‌کند، برای بسیاری گزینه اول و آخر است. ب‌ام‌و و آئودی از مهمترین کمپانی‌هایی هستند که از این مدل تکنولوژی دید در شب در خودروهای خود استفاده می‌کنند. دی‌اس و هوندا نیز دیگر کمپانی‌هایی هستند که اخیرا استفاده از این سیستم را در تولیدات خود جای داده‌اند.

مزایا و معایب سیستم دید در شب خودرو  (نایت ویژن)

سیستم نایت ویژن ضعف بینایی انسان را در تاریکی و شب و نور کم جبران می‌کند و به راننده این امکان را می‌دهد که با ایمنی بیشتر در تاریکی رانندگی کند. این مزیت فرصت برای واکنش‌های لازم را به راننده می‌دهد. اما این تکنولوژی به دلیل جوان بودن در خودروسازی، هنوز نواقص و معایب متعددی دارد. بزرگترین عیب این سیستم را می‌توان گران بودن آن دانست. به همین دلیل تنها در خودروهای لوکس شاهد آن هستیم.

نقطه‌ضعف دیگر نایت ویژن، اشباع شدن تصویر به‌واسطه نزدیک شدن اجسام یا افراد به دوربین است. به این معنی که در صورت نزدیک شدن افراد به دوربین ممکن است صورت آنها به‌طور کامل روشن به نظر برسد که امکان تشخیص صورت را کاهش خواهد داد. این مشکل به دلیل پرتاب زیاد نور به سمت دوربین در فاصله نزدیک و سیاه و سفید بودن تصویر است. همچنین، سطوح فلزی و شیشه‌ای نور مادون‌قرمز را به نحوی متفاوت از نور مرئی منعکس می‌کنند. این موضوع باعث خواهد شد امکان دیدن اجسام پشت شیشه کاهش یابد یا پلاک خودروها بر اثر انعکاس امواج مادون‌قرمز به‌صورت کاملا روشن به‌نظر برسد. همچنین برد واقعا مفید دوربین‌های دید در شب معمولا بیش از ۲۰۰ متر نیست و درصورتی‌که محیط کاملا تاریک و باز باشد این برد کمتر نیز خواهد شد.