در حدود بیست سال قبل همیشه در بین عاشقان دنیای ماشین وقتی صحبت از آپشن می شد بحث بر سر قدرت موتور ، شتاب ساده اون و بیشترین حد سرعت بود. اما الان ماشینا از آپشنای قدرمند تری مثل سردکن و گرمکن صندلی ، کروز کنترل و سانروف و مونروف برخوردارن. یکی از جذاب ترین آپشنا که بیشتر از ده سال از طرف برندهای برتر خودروسازی رونمایی شده سیستم دید در شب خودروست. در این مقاله با ما همراه باشین تا شما رو با تاریخچه سیستم دید در شب خودرو ، روش کار اون و نحوه استفاده برندهای بزرگ خودروسازی از این سیستم آشنا کنیم.

 

تاریخچه

درست در سال ۱۸۰۰ میلادی بود که یک فرد آلمانی-انگلیسی به اسم «ویلیام هرشل» اولین دستاوردها در مورد ی اشعه ی مادون قرمز رو به دست آورد. هرشل در آزمایش خود اثبات کرد که نور در طول موجایی که واسه چشم آدم نامرئی هستن هم هست. بعد از این ایجاد، محققان به این نتجیه رسیدن که در کل دو نوع آشکارساز مادون قرمز (نوری و گرمایی) هست. آشکارسازهای ساده که مورداستفاده قرار گرفتن آشکارسازهای گرمایی بودن. از شروع ده ۱۹۴۰ آشکارسازهای نوری که دارای جواب زمانی و حساسیت مناسب تری نسبت به آشکارسازهای گرمایی بودن به طور زیادی پیشرفت یافتند. اولین آشکارساز عملی مادون قرمز، به طول موجای ضعیف تر حساس بود. در آخرای ده ۱۹۴۰ و اول ۱۹۵۰ وسعت ی بزرگی از مواد جدید واسه آشکارسازی مادون قرمز موردتوجه قرار گرفتن.

توضیحی کوتاه درباره اشعه ی مادون قرمز

رنگا، تعریفی کمّی در طیف امواج مرئی هستن. وسیله ای واسه تشخیص وجود اجسام، فاصله، ابعاد، حجم و خواص اونا. ما کلیه ی اشیا یا اجسام مادی رو فارغ از جسم اونا (که به وسیله حس لامسه پی به وجودشون می بریم)، به کمک حس بینایی و از راه رنگ شون می شناسیم. از دیدگاه علم اپتیک، رنگای مختلف، دارای فرکانسای مختلف هستن و این همون علتیه که چشم ما در فرق رنگا از همدیگه، اونو درک می کنه و مغز ما می تونه رنگا رو تعریف کنه. هر کدوم از رنگا فرکانس خاص خود رو دارن و چشم ما در تشخیص رنگا، در محدوده معینی میتونه اونا رو تشخیص بده. این محدوده رنگا، بخشی از بازه ی فرکانسیه که چشم ما میتونه اونو بسنجد و خارج از این بازه، امواجی هست که ما اونا رو تابش می گیم که چشم ما قادر به دیدن اونا نیس.

با این مقدمه، تشریح امواج یا اشعهای مادون قرمز یا فروسرخ راحت تر می شه. امواج فروسرخ یه جور از امواج الکترومغناطیسی هستن که بعد از برخورد با جسم موجب گرم شدن اون می شن. این امواج دسته ای از پرتوهای نامرئی خورشیدی نامیده می شن. واسه همین وقتی در مقابل نور خورشید قرار می گیریم احساس گرما می کنیم. این امواج دارای طول موج بیشتر از امواج مرئی و بسامد (فرکانس) کمتر از اونا هستن. واسه همین در نمودار طیف الکترومغناطیس بعد از امواج مرئی قرار دارن. این امواج در نمودار بعد از رنگ سرخ در امواج مرئی که کم ترین شکست رو نسبت به دیگر رنگا داره قرار می گیرن. به همین خاطره که به اونا امواج فروسرخ میگن.

نور مادون قرمز در سه کلاس طبقه بندی می شه:

  1. نزدیک مادون قرمز (NIR)،
  2. مادون قرمز متوسط (MRI)
  3. دور از مادون قرمز (FIR) که به مادون قرمز گرمایی هم معروفه.

فرق این سه نوع نور مادون قرمز در طول موج شونه؛ کوتاه ترین طول موج واسه دسته NIRه که از ۱/۵ میکرون کوچیک تره و به نوری که به وسیله چشمان آدم قابل رؤیته، بسیار نزدیکه؛ اما FIR داستان متفاوتی داره؛ این نور تا ۳۰ میکرون می تونه طول موج داشته باشه و به جای درخشش از اجسام، منتشر می شه؛ به بیان دیگر، FIR یک ویژگی گرمایی داره. دو روش اصلی در تصویرسازی نایت ویژن (دید در شب)، تصویرسازی گرمایی و تشخیص فوتون هستن؛ هر دو روش به طور زیادی استفاده می شن و هرکدام نقاط قوت و ضعف خود رو دارن. تصویرسازی گرمایی وضوح بالایی نداره، اما در تشخیص علائم گرمایی دقیق عمل می کنه.

مادون قرمز و خودروها

تاریخ صنعت خودرو نشون می ده که اولین استفاده از سامانهای نایت ویژن (دید در شب) در این صنعت، به وسیله شرکت جنرال موتورز و روی زیرمجموعه محبوبش یعنی کادیلاک انجام شد. مدلی که آمریکاییا واسه نصب در نظر گرفته بودن، Deville نام داشت که سال ۲۰۰۰ به بازار عرضه شد و تأثیری عمیق بر دیگر شرکتا گذاشت؛ اما با اینکه سیستم فوق در زمان خودش یک نوآوری جدید به حساب می اومد، ولی به دلیل قیمت گران این سیستم و هم اینجور نبود ارائه تصویر روشن از اشیا و افراد، خیلی مورد اقبال و استفاده قرار نگرفت.

بعد شرکت تویوتا در این راه قدم برداشت و در بعضی از مدلای لکسوس خود از سیستم دوربین نایت ویژن (دید در شب) استفاده کرد ولی در این مورد به اقبال خاصی دست نیافت. تا اینکه دو شرکت خودروسازی بزرگ مرسدس بنز و ب ام و هدفی بسیار جدی رو در مورد دوربین نایت ویژن (دید در شب) واسه اجناس خود پیش گرفتن و از سال ۲۰۰۶ شروع به عرضه دوربین دید در شب کردن. پس از اون، در بحث ی فناوری دوربین دید در شب، هر کدوم از شرکتای خودروسازی سیستم مخصوص خود رو گسترش دادن.

مرسدس بنز و ب ام و در پیشرفت تکنولوژی دید در شب مسیرهای متفاوتی رو انتخاب کردن؛ مرسدس بنز از سیستم فعال یا همون NIR استفاده کرده که با پخش کردن نور مادون قرمز، مثل سیستمای نظامی، شب رو واسه شما روشن می کنه. در مقابل سیستم غیرفعال ب ام و از تکنولوژی FIR استفاده کرده. برخلاف سیستم دید در شبِ به کار رفته در سیستمای نظامی، سیستم ب ام و تصاویر رو بر مبنای گرمای اجسام ایجاد می کنه و تصویری مثل نگاتیو فیلم عکاسی به وجود میاره. با اینکه این سیستم در تمیز دادن حیوانات از آدما خوب عمل می کنه، اما در تشخیص یک حیوان مرده در وسط جاده با یک سنگ بزرگ یا حتی تنه ی درخت سقوط کرده، کارکرد خوبی نداره.

سیستم مادون قرمز ب ام و از سنسورهای نیمه رسانای اکسید فلز (CMOS) که در جلوی خودرو نصب شدن و توانایی جذب گرما اشیا و تبدیل اونا به تصاویری با وضوح ۳۲۰*۲۴۰ پیکسل رو دارن، استفاده می کنه. گفتنیه این تصاویر در نمایشگر نصب شده در داشبورد میانی نشون داده می شن. به طور خلاصه، سیستم ب ام و گرما بدن حیوانات و عابران رو جذب می کنه و به شکل یک تصویر روشن نمایش می ده. هرچه گرما جسم بیشتر باشه، وضوح تصویر بالاتره. برد نمایش این سیستم ۲۹۹متره.

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   همکاری در فروش چیه؛ نگاهی به دیدگا ه های موافق و مخالف اون 

سیستم دید در شب FIR، اجسامی رو که دقیقا در راه مستقیم خودرو قرار دارن، خوب روشن می کنه و نمایش می ده، اما وضوح سیستم مرسدس بنز رو نداره. در مقابل، سیستم مرسدس بنز از تکنولوژی NIR استفاده می کنه که تصویری روشن و یکدست رو در تاریکی ایجاد می کنه. این سیستم مثل به چشمیای دید در شب مورداستفاده ی سربازانه. با استفاده از یه سری لامپای پروژکتوری و دوربینا، سیستم فعال دید در شب مرسدس بنز توانایی تشخیص کم رمق ترین نشونه های نوری و تبدیل اونا به تصویری روشن رو داره.

برتری این سیستم در اینه که اشیای گرم رو به همون وضوح یک حیوان مرده یا جسم بی جون تشخیص می ده؛ تنها نقطه ضعف این سیستم، بردِ کمتر از ۱۸۳ متر اینه. ، سیستم NIR مرسدس بنز، برخلاف سیستم FIR ب ام و که در شرایط آب وهوای متراکم خوب عمل می کنه، در مه کارکرد خوبی نداره. برخلاف ب ام و نمایشگر دید در شب مرسدس بنز درست پشت فرمون و در دیدمستقیم راننده قرار گرفته و کیفیت تصویر اون بسیار روشنه. هر دو سیستم توانایی غیرفعال شدن رو دارن و حساسیتی به نور تابیده شده از خودروهای عبوری ندارن.

سیستم نایت ویژن اکتیو (Active)

در مدل نایت ویژن اکتیو، یک چراغ مخصوص مادون قرمز، تابشی خاصی رو به جاده و محیط دور می تاباند و درخشش حاصل از این برخورد رو به وسیله آشکارساز به روی نمایشگر برمی گردونه. امتیاز اصلی این سیستم رزولوشن بالا و وضوح بسیار بالای تصویر ارسالیه. طوری که در اون میشه اشیا و اجسام رو با جزئیات مشاهده کرد؛ اما ایراد اصلی نایت ویژن اکتیو، کارکرد ضعیف اون موقع باران و هم مهه. این سیستم به دلیل برد ۲۰۰ تا ۵۰۰ متری اش مشتریان خاصی رو به دنبال خود می کشه.

شرکت مرسدس بنز واسه اولین بار این سیستم رو روی مدل مفهومی F500 در سال ۲۰۰۳ اجرا کرد. مدلی که اسم Night View Assist رو روی اون گذاشته بود.

سال ۲۰۰۵ با معرفی مدل شهری و تولیدی S کلاس سری W221 این مدل عملی و کاربردی شد.

چار سال بعد در ۲۰۰۹ بود که آلمانیا در ساختار ساده تغییراتی به وجود آوردن و سری جدید Night Vision Assist Plus رو روی E کلاس تیپ W212 اجرا کردن.

در ۲۰۱۱ بود که همین سیستم رو با اضافه شدن توانایی SF (نمایش جزئیات) روی CL کلاس سری C216 اجرا کردن که با استقبال خوبی هم روبه رو شد.

آخرین فناوری مرسدس بنز در این بخش معرفی مدلی بود که خیلی راحت می تونست علائم جاده ای و حیوانات رو هم تشخیص بده. این سیستم روی مدل S کلاس سری W222 در سال ۲۰۱۳ نصب شد.

یکی دیگر از تک و توک شرکتایی که از سیستم نایت ویژن اکتیو استفاده می کنه، تویوتای ژاپنه. سال ۲۰۰۲ ژاپنیا به شکل هم زمان از این سیستم روی مدلای ویژه لندکروز و زیرمجموعه ی لوکس شرکت یعنی لکسوس LX470 استفاده کردن. تویوتا از همون اول واسه ارائه تصویری باکیفیت و البته رنگی، گوی پیشی رو از حریف آلمانی اش ربود. اونا واسه این منظور سراغ روش پیچیده و سخت سنسورهای CCD رفتند.

هر CCD از میلیونا سلول بنام فتوسایت یا فتودیود تشکیل شده. این نقاط سنسورهای حساس به نوری هستن که اطلاعات نوری رو به یک شارژ الکتریکی تبدیل می کنن. تکنولوژی مورداستفاده در ساخت CMOS همون تکنولوژی ایه که در سراسر جهان واسه ساخت میلیونا ریزپردازنده و حافظه مورداستفاده قرار میگیره. سال ۲۰۰۹ شرکت تصمیم گرفت از این سیستم روی مدل سواری لکسوس LS هم بهره بگیره. با اقبالی که نایت ویژن تویوتا و زیرمجموعه اش به دست آوردن، سدان لکسوس GS هم به فهرستِ دارندگان این آپشن اضافه شد.

سیستم نایت ویژن پسیو (Passive)

در مدلای نایت ویژن پسیو، مراحل ی درخشش از راه یک منبع اینفرارد صورت نمی گیره. بلکه با استفاده از روش نظامی دوربینای گرمایی اقدام به مشاهده ی جانداران و اجسام می کنن. این سیستم شاید وضوح پایینی داشته باشه و در شرایط آب وهوایی گرم، کارکرد ضعیفی رو به نمایش بزاره، ولی به دلیل بُرد بالای ۱۰۰۰ متری که جفت و جور می کنه، واسه بسیاری گزینه اول و آخره.

ب ام و اولین شرکتی بود که سراغ سیستم نایت ویژن پسیو واسه خودروهایش رفت. این شرکت در سال ۲۰۰۵ با معرفی مدل لوکس ۷-Series تیپ E65 بازار حریف همیشگی اش مرسدس بنز رو با رقابت روبه رو کرد.

بعد در ۲۰۰۸ ویرایش جدیدتری از همون سری هفت رو این بار با تیپ F01 معرفی کرد که توانایی تشخیص عابران پیاده و بقیه جانداران رو هم پیدا کرده بود.

در ۲۰۱۳ ب ام و سامانه DLS (نور موضعی دینامیک) رو به پکیج دید در شب خود اضافه کرد که جزئیات بیشتری از عابران پیاده و شرایط فیزیکی جاده به نمایش می گذاشت.

آئودی هم در سال ۲۰۱۰ از سیستم نایت ویژن پسیو استفاده کرد. طبیعتا لوکس ترین مدل شرکت یعنی A8 واسه این کار انتخاب شده بود. این سدان لوکس در تاریکی محض می تونست تا شعاع ۳۰۰ متری رو خیلی راحت مشاهده کنه. شرکت در سال ۲۰۱۳ نسخه به روزتری از این سیستم رو معرفی کرد که هم توانایی مشاهده ی حیوانات رو داشت و هم توانایی تشخیص آدما.

مشکلات اصلی دوربینای نایت ویژن (دید در شب)

بزرگ ترین نقطه ضعف نایت ویژن (دید در شب)، اشباع شدن تصویر به دلیل نزدیک شدن اجسام یا افراد به دوربینه. به دلیل پرتاب نوربالا در دوربینای دید در شب و سیاه وسفید بودن تصویر در صورت نزدیک شدن افراد به دوربین ممکنه صورت اونا به طور کامل روشن به نظر برسه که امکان تشخیص صورت رو کاهش میده. ، سطوح فلزی و شیشه ای نور مادون قرمز رو به نحوی متفاوت از نور مرئی مشخص می کنن. این موضوع باعث میشه امکان دیدن اجسام پشت شیشه کم بشه یا پلاک خودروها بر اثر درخشش امواج مادون قرمز به شکل روشن به نظر برسه.

دست آخر، پخش امواج مادون قرمز با برد کمتری نسبت به نور مرئی صورت میگیره و البته LEDهای مادون قرمز حتی در صورت زیاد بودن از نظر تعداد هم نور محدودی رو ایجاد می کنن. برد واقعا مفید دوربینای دید در شب معمولا بیشتر از ۲۰۰ متر نیس و درصورتی که محیط تاریک و باز باشه این برد کمتر هم میشه.



دسته‌ها: آموزشی