高速封闭的智能辅助驾驶系统（智能驾驶系统之夜视辅助系统）

高速封闭的智能辅助驾驶系统（智能驾驶系统之夜视辅助系统）采用热成像技术，基于目标与背景的温度和辐射率差别，利用辐射测温技术对目标逐点测定辐射强度而形成可见的目标热图像，这种系统本身没有光源，仅对物体本身发出的光线进行识别，不发出热量的物体看不清或看不到，图像清晰度取决于天气条件和时间段，图像与实际景象不完全符合。被动夜视辅助系统根据不同的工作原理，夜视辅助系统可以分为主动夜视辅助系统和被动夜视辅助系统。主动夜视辅助系统采用主动红外成像技术，把目标物体反射或自身辐射的红外辐射图像转换成人眼可观察的图像，这种系统本身必须具备光源，不发出热量的物体也可以看到，通过图像处理提高清晰度，道路标志清晰可见。

随着科技不断进步，各种先进的辅助监测和智能化系统在汽车上开始普及，极大的提高了汽车驾驶安全性和舒适性。夜视辅助系统就是一种帮助驾驶员提高夜间行车安全的驾驶辅助系统。

夜视辅助系统的定义

夜视辅助系统是一种利用红外成像技术辅助驾驶员在黑夜中看清道路、行人和障碍物等，减少事故发生，增强主动安全性的系统。

分类

根据不同的工作原理，夜视辅助系统可以分为主动夜视辅助系统和被动夜视辅助系统。

主动夜视辅助系统

采用主动红外成像技术，把目标物体反射或自身辐射的红外辐射图像转换成人眼可观察的图像，这种系统本身必须具备光源，不发出热量的物体也可以看到，通过图像处理提高清晰度，道路标志清晰可见。

被动夜视辅助系统

采用热成像技术，基于目标与背景的温度和辐射率差别，利用辐射测温技术对目标逐点测定辐射强度而形成可见的目标热图像，这种系统本身没有光源，仅对物体本身发出的光线进行识别，不发出热量的物体看不清或看不到，图像清晰度取决于天气条件和时间段，图像与实际景象不完全符合。

组成

主动夜视辅助系统由红外发射单元、红外成像单元、控制单元（Electronic Control Unit，ECU）和图像显示单元等组成。

红外发射单元：位于两个前照灯内，当它被激活时，产生的红外线用于照射车辆前方区域，相应的夜视图等同于在远光灯下透过挡风玻璃所见到的情景。

红外成像单元：主要是红外图像摄像头，记录车辆前方区域内的图像，并提供其探测范围内是否存在行人或障碍物的信息，然后通过数字视频线将数据发送给控制单元。

控制单元：ECU分析红外成像单元传来的数据，再通过集成化数据处理，将画面传输给图像显示单元，其中识别的行人和动物，以高亮度显示。一般对于数字化的电荷耦合器件（ChargeCoupled Device，CCD）摄像头，采集到信号后，会进行必要的去噪声、信号增强等处理，然后再送给图像显示单元。

图像显示单元：接收控制单元传来的信号并显示，这样驾驶员就可以清晰地看到前大灯照射范围之外的景物，避免出现意外。被动夜视辅助系统没有红外发射单元，由红外成像单元、控制单元和图像显示单元等组成。

夜视辅助系统的工作原理

主动夜视辅助系统的工作原理：主动夜视辅助系统将摄像头安装到汽车前照灯内，通过卤素灯泡照射，使用多套照射系统和摄像机来识别红外反射波，利用目标反射红外光源。红外光源发出的短红外线主动照射目标，CCD摄像头接收的目标再反射短红外线，通过ECU处理后，可以把图像信息传递给驾驶员。主动夜视辅助系统对比分辨度高，且图像较清晰、可靠。由于不依靠物体的热源，不发热的物体也能清晰可见，比如道路上的行人、车辆、道路标志牌等都可以被发现。

被动夜视辅助系统的工作原理：被动夜视辅助系统利用热成像摄像头接收人、动物等发热物体发出的不同的红外热辐射（远红外线）形成不同的图像，并对图像进行放大和处理后输出。由于不同物体对红外线反射强弱不同，行人、动物等可以发热的物体在反射中特别突出，通过传感器的捕捉，带有热源的物体影像输出到车载显示屏上。被探测到的物体形成的图像看起来就像是照相机的底片一样。但是被动夜视辅助系统本身无法克服的缺点是对于无生命、无热源特征的目标，比如道路的标志牌、车道线、车道护栏等物体，被动夜视辅助系统无法检测到图像。此外，由于汽车前挡风玻璃不能传输长波的远红外线，摄像头须安装在车外，需经常清洁，且在汽车前端碰撞时易受损伤。

在被动夜视辅助系统中，关键零部件是红外摄像头，它与主动夜视辅助系统的红外摄像头原理相同，但接收对象存在差异，因此其软硬件设计也有不同。主动夜视辅助系统红外摄像头主要接收物体对红外光源的反射光线，而被动夜视辅助系统红外摄像头主要接收物体本身发出的红外辐射。被动夜视辅助系统红外摄像头主要装配于车辆前保险杠，一般安装在一个防撞击的盒子里，挡风玻璃清洗系统同时负责相机的清洁。当外界气温低于5℃时，镜头盖则被加热，拍摄距离300m，部分车型红外摄像头也可以随着车速的增加，通过镜头焦距的改变使得远距离的目标放大，使目标更清晰。

奥迪夜视辅助系统

目前越来越多的汽车厂家开始开发和使用汽车夜视辅助系统，这不仅能够提高驾驶安全性，还能够增强其豪华感。随着科技的发展和夜视辅助系统生产成本的降低，夜视辅助系统将会全面普及。目前，在奥迪、宝马、奔驰等许多车型上，都装备了夜视辅助系统。奥迪A8L夜视辅助系统的摄像头是一种红外热敏图像摄像头。为防石击，摄像头的镜头前有一个锗制成的保护窗；摄像头有加热元件，防止结冰，加热电流可根据温度来调节。奥迪A8L夜视辅助系统的摄像头安装在车辆散热器隔栅的奥迪环中。

该摄像头配有自己的运算器，除了录下原始图像并把图像传给控制单元，还要储存校准数据。这些校准数据并不存储在控制单元内，而是存储在摄像头内。这样，在更换损坏的夜视辅助系统控制单元后，就不必重新进行校准。

该摄像头的图像是黑白图像，其分辨率水平为320像素，垂直为240像素，每秒20帧照片。奥迪A8L夜视辅助系统的探测范围约300m，摄像头的水平探测张角约为24°。

奥迪A8L夜视辅助系统除了可以让驾驶员看清近光灯照不到的黑暗中的交通标牌、弯道、车辆、障碍物等会造成危险的事物，正确判断出前方道路的情况，还可以通过远红外热成像摄像头捕捉到车辆前方24°内、300m以内的热源（包括人和动物），让驾驶员提前做出反应，避免交通事故的发生。当热源（人或动物）出现在捕捉范围内时，系统会将拍摄到的热信号送交控制单元处理，处理后的图像就会在仪表盘的显示器中显示出来。当行人有横穿车辆前方的意图时，系统会迅速做出判断并以红色突出显示，同时发出声音警告。

奥迪A8L夜视辅助系统是全天候的电子眼，在遇到雨、雪、浓雾天气时，公路上的物体及路旁的一切也都能尽收眼底，大大提高汽车行驶的安全性。