Обзор лучших приборов ночного видения 2019 какие выбрать, цены, отзывы, характеристики

Автомобильная система ночного видения

Система ночного видения предназначена для предоставления водителю информации об условиях движения в темное время суток. Система позволяет распознавать всевозможные препятствия, участников дорожного движения, пешеходов на неосвещенной дороге, а также дальнейшую траекторию трассы.

Система помогает снять нагрузку с водителя в условиях плохой видимости и тем самым обеспечивает повышение безопасности движения. В настоящее время система ночного видения устанавливается в качестве опции на легковые автомобили премиум-класса.

Принцип действия системы ночного видения основан на фиксации инфракрасного (теплового) излучения объектов специальной камерой и его проецировании на дисплей в виде серого масштабного образа.

Различают два типа систем ночного видения: активные и пассивные.Активные системы используют дополнительный источник инфракрасного света, устанавливаемый на автомобиль. Они характеризуются высоким разрешением изображения и дальностью работы порядка 150-250 м.

Известными активными системами ночного видения являются:

  • Night View Assist от Mercedes-Benz;
  • Night View от Toyota.

Пассивные системы ночного видения не имеют собственного источника инфракрасного излучения. Тепловая камера (тепловизор) фиксирует инфракрасное излучение объектов на расстоянии до 300 м. Они имеют высокий уровень контрастности и низкое разрешение изображения.

Пассивные системы ночного видения:

  • Night Vision Assistant от Audi;
  • Night Vision от BMW;
  • Night Vision от General Motors;
  • Intelligent Night Vision System от Honda.

Наиболее технически и функционально совершенной системой ночного видения является последняя разработка Mercedes-Benz — система Night View Assist Plus. Помимо стандартных функций информирования водителя, система предупреждает пешеходов о потенциальной опасности.

Конструктивно система Night View Assist Plus объединяет:

  • инфракрасные активные камеры в фарах головного света;
  • видеокамеру за лобовым стеклом;
  • электронный блок управления;
  • информационный дисплей в кабине.

Инфракрасные камеры фиксируют дорожную обстановку.Видеокамера определяет, в какое время суток движется машина, а также наличие других машин впереди или на встречной полосе. Информация от камер поступает в электронный блок управления, обрабатывается и выводится на информационный дисплей.

В качестве информационного дисплея используется жидкокристаллический дисплей на щитке приборов (S-класс) или экран навигационной системы (Е-класс). В ранних системах ночного видения информация выводилась на лобовое стекло.

Предупреждение пешеходов об опасности производится путем подачи коротких световых сигналов в сторону пешехода или их освещения в течение пяти секунд фарой автомобиля. При наличии автомобилей впереди или на встречной полосе, система не срабатывает, чтобы не ослеплять других участников движения.

Алгоритм программы реализуется при скорости движения более 45 км/ч и расположении пешеходов на расстоянии не более 80 м.

Еще дальше в данном направлении пошла компания BMW, представив интеллектуальную систему ночного видения для обнаружения пешеходов в опасной близости от проезжей части. Система Dynamic Light Spot с помощью датчиков сердцебиенияопределяет наличие живых существ на расстоянии до 100 м от машины.

Помимо информации, выводящейся на информационный дисплей, система автоматически освещает пешехода. Для этого в места для противотуманных фар установлены поворотные диодные фары, способные освещать объекты, находящиеся вне проезжей части.

На автомобилях BMW система Dynamic Light Spot устанавливается в дополнение к системе ночного видения Night Vision.

Система помощи при перестроении
Система помощи движению по полосе
Система аварийного рулевого управления
Адаптивный круиз-контроль
Система автоматической парковки

Раздел: Безопасность

Повышение качества изображения

В большинстве приборов ночного видения используется именно эта технология. Устройства ночного видения состоят преимущественно из электронно-оптического усилителя яркости изображения, который собирает и усиливает инфракрасный и видимый свет.

Электронно-оптический усилитель яркости изображения превращает фотоны в электроны и наоборот. Обычная линза, называемая объективной линзой, захватывает окружающий свет и немного света ближней инфракрасной части спектра.

Затем собранный свет поступает в электронно-оптический усилитель. Большинство приборов ночного видения работают за счет специальных аккумуляторов (N-Cell) или от двух батареек «АА». Усилитель вырабатывает высокое напряжение, около 5 000 вольт.
Электронно-оптический усилитель также оснащен фотокатодом, который используется для преобразования фотонов света в электроны.

Когда электроны проходят по этому усилителю, атомы также освобождают подобные электроны, увеличивая первоначальное число электронов в несколько тысяч раз за счет использования микроканальной пластины (MCP) в этом усилителе. Микроканальная пластина представляет собой крошечный стеклянный диск с миллионами микроскопических отверстий, сделанных при помощи волоконно-оптической технологии. Микроканальные пластины находятся в вакууме, а по краям диска проходят металлические электроды. Каждый канал приблизительно в 45 раз больше своей ширины, и выполняет роль фотоэлектронного умножителя.

Как только электроны из фотокатода поражают первый электрод MCP (микроканальной пластины), они ускоряются и попадают в стеклянные микроканалы.

Когда электроны проходят через микроканалы, они освобождают тысячи других электронов в каждом канале, используя процесс, называемый каскадным вторичным излучением. В сущности, оригинальные электроны вступают в контакт со стороной канала, возбуждающими атомами, благодаря чему освобождаются другие электроны. Эти новые электроны также вступают в контакт с другими атомами, происходит цепная реакция, в результате чего из канала вытекают уже десятки тысяч электронов, хотя в канал попало всего несколько тысяч. Самое интересное, что все микроканалы в MCP располагаются под небольшим углом (5 – 8 градусов). Это необходимо для того, чтобы электроны сталкивались с другими электронами.

В конце электронно-оптического усилителя электроны ударяются об экран, покрытый люминофором. Эти электроны занимают свои положения относительно канала, через который они прошли, что в свою очередь обеспечивает прекрасное изображение, поскольку электроны располагаются в том же порядке, что и оригинальные фотоны. Энергия электронов возбуждает люминофор и освобождает фотоны света. За счет люминофора все изображение показывается в зеленом свете, однако, достигается высокое качество воспроизведения.

Затем это зеленое изображение еще раз проходит через линзу, называемую глазной линзой, которая позволяет увеличивать картинку и фокусировать изображение. Для просмотра изображения приборы ночного видения можно подключить к электронному монитору или просто смотреть непосредственно через глазную линзу.

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.

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.

Международные озабоченности

По мнению делегатов конференции по солдатскому снаряжению Soldier Equipment Technology Advancement Forum (SETAF), состоявшейся в Лондоне в марте этого года, совершенствование технологий ночного видения у почти равных оппонентов, как например Россия и Китай, остается важнейшей озабоченностью партнеров из стран НАТО и не только.

Руководитель программы Pixel Network for Dynamic Visualization (PIXNET) в Управлении перспективных оборонных исследований DARPA Джей Льюис подчеркнул: «Аналоговые очки ночного видения, использующиеся нашими военными для идентификации противника, ограничены одной полосой спектра. По мере того как системы ночного видения становятся доступны нашим оппонентам, уменьшается преимущество ведения боевых действий в условиях низкого освещения или его отсутствия. Существующие многополосные камеры, которые могут использоваться в различных внешних условиях, слишком большие и дорогие для переноски отдельным бойцом».

«Способность видеть дальше с большей четкостью в темное время суток и/или через различные завесы жизненно необходимо почти во всех военных операциях. В тоже время существует колоссальная потребность в увеличении поля зрения, разрешении и повышении дневных/ночных возможностей при одновременном снижении массогабаритных и энергопотребительских характеристик и стоимости продвинутых систем визуализации. Главным движителем здесь является обеспечение спешенных солдат наземных сил и платформ поддержки наилучшими инструментами визуализации из доступных с целью повышения их боевой эффективности. С появлением малоразмерных БЛА, которые могут дать огромные преимущества нашим солдатам, еще больше растет потребность в повышении характеристик и снижении веса, размеров и энергопотребления», – пояснил он.

На конференции SETAF представители британской и немецкой армий и американского министерства обороны дискутировали о пользе устройств ночного видения различных типов, придя к выводу, что бинокулярные системы лучше всего подходят для ведения боевых действий, а монокулярные системы лучше оптимизированы для ведения патрулирования и разведки наблюдения.

Кроме того, складные и крепимые оружейные прицелы, устанавливаемые на планку Пикатинни стрелкового оружия, также позволяют бойцам получать при необходимости доступ к технологиям усиления яркости изображения и тепловидения без риска нарушения зрения в виде туннельного эффекта.

Немецкие военные объяснили, как оборонная промышленность страны в настоящее время пересматривает возможности ночного видения. Один из них пояснил: «Немецкое министерство обороны сломало голову об огромное многообразие технологий ночного видения, включая работу систем для спешенных солдат и для боевых машин. Как справляться с подобным разнообразием? Они хотят глубже изучить эту проблему, возможно с другими устройством ночного видения или технологией».

«Пехотные отделения немецкой армии работали с более чем 20 разными устройствами разных типов. Это проблема для программы будущего солдата Infanterist der Zukunft, ведь необходимо уменьшить это количество, что позволит уменьшить стоимость владения и соответственно уменьшить объем материально-технического снабжения».

На другом конце света филиппинское министерство обороны раскрыло информацию о программе стоимостью 24 миллиона долларов по закупке для армии почти 4500 устройств ночного видения. Согласно требованию, опубликованному в декабре 2015 года, запросом информации предусматривается «ночная боевая система» с интегрированной технологией захвата целей. Сделка в рамках большой программы модернизации армии должна быть «вот-вот согласована».

Третье поколение

Что касается сегмента наземных транспортных средств, то компании Raytheon и DRS Technologies получили контракт от американской армии на проектирование и разработку бортовой инфракрасной системы переднего обзора третьего поколения B-Kit, которая увеличит дистанции и обнаружения и распознавания наземных сил с тактических платформ при экстремальных внешних условиях.

Согласно контракту, объявленному в апреле, будут модернизированы порядка 17000 FLIR-сеснсоров второго поколения, состоящие на вооружении армии флота и морской пехоты, а также заказчиков из других стран, которые пользуются преимуществами программы продажи военного имущества за рубеж.

По данным министерства обороны США, обновленное решение обеспечит спешенных солдат и солдат в транспортных средствах системами с четырьмя типами поля зрения, двухдиапазонными инфракрасными изображениями и оптимизированной стабилизацией для мобильных операций.

По словам руководителя направления по наземным боевым системам в компании Raytheon Дуэйна Гудена, модернизация поможет американским и союзным вооруженным силам сохранить важнейшее «превосходство» над почти равными соперниками в будущем оперативном пространстве.

«После десятилетий опыта поставок высокоэффективных систем ночного видения в американскую армию наша команда однозначно имеет все компетенции, чтобы помочь сохранить боевое превосходство наших сухопутных сил. FLIR третьего поколения резко повышают дальность действия сенсоров наземных машин при всех условиях, позволяя нашим военным обнаруживать и останавливать противника».

Инфракрасный Свет

Инфракрасный свет – только часть спектра видимого излучения.

Инфракрасный свет бывает трех категорий:

Ближняя инфракрасная часть спектра – наиболее близкий к видимому свету, длина волны этого вида IR составляет 0.7 — 1.3 микрон или 700 — 1 300 миллиардная часть метра.

Средняя инфракрасная часть спектра с длиной волны в пределах от 1.3 до 3 микрон. Первые две категории инфракрасного света используют в большинстве электронных устройств ночного видения, а также в системах дистанционного управления.

Инфра тепловой свет занимает большую часть инфракрасного спектра, длина волны которого достигает от 3 микрон до свыше 30 микрон.

Основное отличие между инфратепловым светом и двумя другими состоит в том, что инфратепловой свет производится самим объектом, а не отражается от него, как в первых двух случаях. Инфракрасный свет излучается объектом за счет его атомного строения.

Атомы

Атомы находятся в постоянном движении. Они постоянно вибрируют, двигаются и вращаются. Твердые частицы всегда находятся в движении! Атомы могут принимать различные возбужденные состояния, проще говоря, они обладают разной активностью. Если атом получает слишком много энергии, то он покидает так называемый энергетический уровень основного состояния и переходит на возбужденный уровень. Уровень возбужденности зависит от количества энергии, примененной к атому. Выступать в качестве энергии может температура, свет или электричество.

Атом состоит из ядра (содержащий протоны и нейтроны) и электронного облака. Электроны движутся в этом облаке, как ядра во многих различных орбитах. Хотя некоторые ученые считают эти орбиты всего навсего различными энергетическими уровнями атома. Таким образом получается, что при воздействии на атом, некоторые его электроны из более низкой орбиты переходят на более высокий энергетический уровень, отдаляясь от ядра.

Как только электрон переходит на более высокий энергетический уровень, он пытается вновь вернуться к своему основному состоянию. В результате такого процесса электрон выпускает свою энергию в качестве фотона — частицы света. Возбужденные электроны обладают большей энергией, чем расслабленный электрон. Освобожденный фотон имеют свою определенную длину волны (цвет), которая зависит от состояния энергии электрона, когда происходит освобождение фотона.

Все живое на Земле использует энергию, как и некоторые неодушевленные объекты, такие как двигатели и ракеты. В результате употребления энергии вырабатывается тепло. Тепло, в свою очередь, заставляет атомы в объекте излучать фотоны в тепловом инфракрасном спектре. Чем горячее объект, тем короче длина волны инфракрасного фотона. Некоторые горячие объекты способны даже излучать фотоны в видимом спектре, от красного, оранжевого, желтого, синего и до белого цветов.

Тепловидение

Несмотря на то, что рынок заполнен самыми разными тепловизионными оружейными прицелами, непрерывно выходят новые продукты. Компания Britannia 2000 предлагает свое семейство Firefly с интегрированной камерой Tau-2 производства FLIR Systems. Устройство может устанавливаться на планку Пикатинни штурмовой винтовки, карабина или пулемета.

Firefly не подпадает под Правила международной торговли оружием, что позволяет не только армии Соединенных Штатов иметь подобную оптику для использования в скрытых операциях.

В компании сообщили, что системы Firefly, обеспечивающие точность и качество изображения на увеличенной дальности, предназначены для правоохранительных органов, контртеррористических подразделений, пограничной охраны и спецподразделений.

«Они позволяют точно идентифицировать объект даже в самых сложных условиях, включая туман, дым и полную темноту. Прицелы создавалась с учетом эргономики вместе с ведущими производителями оружия для оптимального использования с самым разным оружием вплоть до калибра 7,62 мм», – заявили в компании.

Один из вариантов, Firefly-30, предназначен для захвата объектов на дистанциях до 300 метров с возможностью установки коллиматорного прицела ближнего боя.

Тепловизионный прицел Firefly-30

Firefly-30 работает в диапазоне от 7,5 до 13,5 микрон, он может записывать как фото, так и видео, при этом продолжительность работы от аккумулятора составляет 8 часов. Оператору выводится инфракрасное изображение или в режиме «black hot» (режим отображения тепловой картины с индикацией горячих объектов чёрным цветом и холодных объектов белым цветом) или в режиме «white hot» (наоборот).

Поскольку устройства с усилением яркости изображения являются более дешевым решением для менее продвинутых вооруженных сил, то будущее им, по всей видимости, обеспечено, тогда как более продвинутые армии сохраняют преимущества в условиях низкой освещенности за счет более дорогих устройств со слиянием изображения с электронно-оптического преобразователя и тепловизора, а также интеграции дополненной реальности и других средств повышения уровня владения обстановкой.

/Alex Alexeev, topwar.ru/

Принцип работы автомобильной системы ночного видения

Активные системы дополнительно обрабатывают данные собственным инфракрасным излучением, как бы подсвечивая все важные объекты.

В итоге первый вариант лучше «разбирается» в движущихся объектах, тогда как второй – дает больше информации о неподвижных предметах. Поэтому, если у человека есть такая финансовая возможность, специалисты рекомендуют приобретать сразу оба типа подобного оборудования, хотя оно и стоит достаточно серьезную сумму денег.

Безусловно, и в этой сфере производства есть свои непревзойденные лидеры. Самым лучшим оборудованием пассивного типа считается продукция компании BMW. Называется она Dynamic Light Spot, и позволила реализовать такие вещи: Распознавание живых существ на расстоянии до 100 метров от автомобиля в любых условиях видимости.

Дополнительно подсвечивает потенциально важные объекты диодными фарами.

Дополненная реальность

По словам Гарриса, одним из самых больших технологических скачков в ночном видении следующего поколения станет интеграция дополненной реальности. Новые разработки, в которых реализована полная интеграция этих возможностей, с системами семейства TMNVG компания представила на конференции AUSA в октябре 2016 года.

Компания Harris разработала совместно с Ассоциацией дополненной реальности так называемый узел ARC-4 AR, который позволяет солдатам, как отметил представитель компании «получать критичную по времени тактическую информацию с поднятой головой и взглядом, направленным на окружающее пространство».

«Солдат не смотрит вниз на плоскую карту или смартфон, а видит виртуальные значки (например, навигационные ориентиры, позиции своих сил, авиацию), наложенные на его картинку реального мира. ARC-4 представляет собой средство слияния дополненной реальности, которое включает продвинутые датчики и алгоритмы отслеживания движения головы, программу управления сетью и интуитивный пользовательский интерфейс с наложением информационных иконок на окружение пользователя. ARC-4 интегрируется с дневными полупрозрачными дисплеями и очками ночного видения».

Прежде чем новое решение предстанет перед заказчиками в 2017 году, в еще трех странах будут проведены его оценочные испытания.

Примеры наложения на изображения реального мира тактической информации системы ARC-4

Ссылка на основную публикацию