بررسی تاریخچه و نحوه عملکرد سیستم دید در شب؛ چشمان مادون قرمز

به گزارش پایگاه خبری «عصر خودرو»، هر ساله بخشی از تلفات جاده‌ای و تصادفات سنگین به همین دلیل رخ می‌دهد. برای رفع این مشکل این بار هم تکنولوژی به کمک مکانیک آمده و سیستمی را برای دید در شب تولید کرده است. سنسورهای دید در شب که با موج مادون‌قرمز کار می‌کنند می‌توانند محیط جاده را اسکن کرده و فضای اطراف را ‌روی صفحه نمایشگر شبیه‌سازی کنند. به کمک این سیستم راننده می‌تواند درک درست‌تری از اطراف خود در تاریکی شب پیدا کند. در مطلب پیش‌رو با تاریخچه و نحوه عملکرد این سیستم بیشتر آشنا خواهید شد.

تاریخچه
ریشه استفاده از این سیستم به صنایع نظامی در آمریکا باز‌می‌گردد؛ زمانی که نیروها برای رزم‌های شبانه می‌خواستند از مسیرهای پرفراز و نشیب عبور کنند و به دلیل استتار نمی‌توانستند با چراغ روشن حرکت کنند، ندیدن مسیر می‌توانست تا حد زیادی برایشان دردسرساز باشد. از اینجا بود که نیاز به سیستمی که بتواند بدون تولید نور، دید درستی از اطراف در اختیار نیروهای نظامی قرار دهد، احساس شد. با توسعه این سیستم که در ابتدا برای حرکت خودروها و نفربرهای نظامی در جاده استفاده می‌شد و سپس به صورت عینک برای جنگ‌های تن به تن در محیط‌های تاریک هم مورد استفاده قرار گرفت. شرکت‌های خودروساز به این سیستم طور دیگری نگاه کردند و تصمیم گرفتند تا کارکرد این سیستم را از انحصار دستگاه‌های نظامی خارج کنند. هدف خودروسازان از استفاده از این سیستم، نه برای استتار و جنگ بلکه برای افزایش ایمنی راننده و انسان‌ها یا حیوانات موجود در جاده بود. می‌توان گفت با توجه به بالا بودن تعداد تصادفات خودرو با عابرین پیاده در تاریکی شب این تکنولوژی این ارزش را دارد که شما در انتخاب خودروی ایده‌آل خود در آینده، حضور این سیستم ایمنی را ‌جدی بگیرید. در اوایل قرن 21ام، این سیستم برای نخستین‌بار توسط شرکت کدیلاک مورد استفاده قرار گرفت که البته با توجه به قیمت حدود 3000 دلاری‌اش نمی‌توانست تصویر درستی از اطراف را در اختیار راننده قرار دهد. بزرگ‌ترین مشکل در ارائه اطلاعات توسط این سیستم، فارغ از دید ناقص این بود که راننده می‌بایست دائما دید خود را از جلو منحرف می‌کرد تا بتواند در مانیتور تعبیه شده، تصویری از جلو را بیند که شاید از تصویر واقعی که با چشمان خود می‌دید هم ناقص‌تر بود. سیستم دید در شب از نور مادون قرمز یا infra-red استفاده می‌کند که علاوه بر نامرئی‌بودن می‌تواند موانع متحرک را از روی گرمای بدنشان تشخیص دهد. این سیستم که با توجه به طول موجش در 3 بازه نزدیک مادون قرمز (NIR)، مادون قرمز متوسط (MIR) و دور از مادون قرمز (FIR) طبقه‌بندی می‌شود در دو نوع فعال و غیرفعال به بازار عرضه می‌شود.
غیرفعال؛ پوشش بیشتر، تصویر واضح‌تر
سنسور در جلو پنجره خودرو (در کنار لوگوی خودرو) برای تشخیص اشیای گرم (موجودات جاندار) در جاده قرار می‌گیرد. این سنسور یک دوربین ویدئویی است که طیف مادون قرمز را ضبط می‌کند. خروجی این سنسور ویدئویی است که در صفحه مالتی مدیا یا پنل پشت‌آمپر در داخل خودرو نمایش داده می‌شود‌ و با الگوریتم‌های پیچیده، انسان و حیوانات کوچک و بزرگ را در جاده تشخیص می‌دهد. سیستم دید در شب غیرفعال می‌تواند در فاصله 300 متر یا 1000 فوت با سرعت 60 مایل بر ساعت یعنی چیزی در حدود 98 کیلومتر بر ساعت در جاده‌های بین‌شهری عمل کند. این سیستم در شرایط آب و هوایی بارانی و مه‌آلود می‌تواند عملکرد بهتری داشته باشد اما در جهت مخالف این موضوع سیستم دید در شب غیرفعال در محیطی با دمای بالا کارکرد خوبی از خود نشان نمی‌دهد، دلیل این موضوع را می‌توان در اصالت سنسورهای مادون قرمز جست‌وجو کرد که می‌تواند گرمای بدن موجودات زنده را از گرمای محیط تفکیک کند، اما هرچقدر گرمای محیط بیشتر باشد، این سنسورها سخت‌تر می‌توانند به وظیفه خود عمل کنند، بنابراین کیفیت تصویری که می‌توانند از محیط بیرون شبیه‌سازی کنند با دمای محیط نسبت عکس دارد. اکثر خودروهای امروزی مانند محصولات ب‌ام‌و و آئودی از سیستم دید در شب غیر فعال استفاده می‌کنند که با موج مادون قرمز دور (FIR) کار می‌کند.

فعال؛ پوشش کمتر، تصاویر واقعی‌تر
سیستم دید در شب فعال هم از مادون قرمز استفاده می‌کند با این تفاوت که مادون قرمز نزدیک (NIR) را مورد استفاده قرار می‌دهد. تصاویر در این سیستم با وضوح بیشتری نسبت به سیستم غیرفعال نمایش داده می‌شوند، در نتیجه جاده و ساختمان‌ها بهتر نمایش داده می‌شوند. به همین دلیل رانندگان تصویری از جاده و مسیر را به‌صورت سیاه و سفید خواهند دید. سیستم دید در شب فعال این امکان را به خودروسازان می‌دهد که دوربین را کمی بالاتر یعنی پشت آینه دید عقب قرار دهند که این کار باعث افزایش دید دوربین از محیط اطراف خود می‌شود. محدوده‌ پوشش سیستم دید در شب فعال در شرایط آب و هوایی مختلف (بارانی، مه‌آلود و...) متغیر است ولی در عوض در برابر گرما واکنش کمتری از خود نشان می‌دهد. تصاویر با وضوح بالا برخی از رانندگان را به این فکر می‌اندازد که می‌توانند فقط با نگاه کردن به تصویر خروجی از دوربین، خودرو را هدایت کنند در صورتی که این کار اصلا ممکن نیست. بزرگ‌ترین مشکل سیستم دید در شب فعال محدوده پوشش آن است که در حدود 150 تا 200 متر تخمین زده شده است که با توجه به سرعت میانگین حدود 100 کیلومتر بر ساعت به‌هیچ‌عنوان نمی‌تواند گزینه قابل اتکایی برای پیداکردن دید کامل از مسیر جاده باشد.

نوشته: احسان لطفی