车辆红外线夜视辅助系统介绍

◆文/福建 林宇清

车辆红外线夜视辅助系统介绍

◆文/福建 林宇清

夜视系统的原理是将人们肉眼看不见的红外线转化成为可见光。绝对0度以上的物体都要辐射能量。温度越低，波长越长。一般室温时，为红外线。当温度为800℃左右，辐射为可见光，就是为什么铁烧红了人能看到亮光。红外线是看不见的，到了晚上没有可见光，但是仍在辐射红外线，人和周围的树木的温度不同，辐射的红外线波长也不同。因为辐射的红外线很弱，所以转化成的可见光也很弱。

夜视系统能使驾驶员辨别出距离210m左右路旁身着浅色衣服的试验假人，比氙气大灯提早41m左右。而在行人身着黑色衣服时，可提早92m左右。这意味着采用夜视辅助系统可以将夜间行车安全性提高125%以上。同时，由于对于潜在危险信息的充分掌握也能够使驾驶者在夜间驾驶过程中的心理压力大为缓解，进而使驾驶过程更加舒适放松。

以奔驰夜视辅助系统为例，在黎明或夜间模式下，该系统能在大灯光束照射到（驾驶员视野范围内）行人和障碍物之前，就能够监测到车辆前方行人和障碍物的图像，并通过仪表盘显示给驾驶员。该功能在上一代S级（221车型，图1）轿车中开始配备，随着新一代S级（222车型）轿车问世，对之前的夜视辅助系统版本进行了改进。

部件介绍

该系统由以下部件组成。B84/2 夜视辅助摄像头，位于前风挡玻璃的右侧（图2），采用红外线设计，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的信息，然后通过数字视频线LVDS将数据（低电压差动信号）发送到N101夜视系统控制单元。

红外线灯E1e11/ E2e11：位于两个前照灯上， 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风挡玻璃所见到的情景。由于人眼看不到红外线光束，因此不会使来车驾驶员目眩。

B38/2雨量/光线传感器： 位于B84/2的旁边，测量环境光线强度和雨量大小。通过LIN线将信号传送至上部控制面板控制单元（221车型）或前SAM控制单元（222车型）。

N101夜视辅助系统控制单元： 位于驾驶员A 柱下装饰板内侧，分析摄像头的数据，再通过集成化数据处理，将画面传输给A1仪表显示，其中识别的行人和动物，以高亮度显示。此外，它也是CAN用户，通过CAN网络读取其他数据信息（如车速和所选挡位等）。在新一代奔驰夜视辅助系统（增强型）中，N101还有控制前照灯光束功能，即控制“聚光灯”功能。

在新一代夜视辅助系统增强型中，对之前的夜视辅助系统版本进行了改进，新增了夜视辅助系统红外远距离摄像头B84/11，安装在散热器格栅后方的右侧（图3），它以更大的波长范围工作，用于探测行人和动物，捕捉的画面数据也是通过LVDS线传送至N101。它与B84/2的区别在于，B84/2无法探测动物。对动物的探测取决于动物的身形（例如B84/11会探测鹿、牛、马），增强版夜视辅助系统部件位置如图4所示。

工作原理

如果天色渐暗，光线传感器检测到环境亮度过低，而且车速高于15km/h时，夜视辅助系统开启，根据环境亮度可分为黎明和夜间模式，在黎明模式下， 图像仅由B84/2红外近距离摄像头捕捉；在夜间模式下，大灯上的红外线灯启用，在此基础上，B84/2不断记录车辆前方的图像，画面数据由夜视辅助系统控制单元进行处理，然后显示在仪表中。红外线灯能够照射车辆前方150m的距离（发射的红外波能覆盖150m），而行人识别能达到90m（人距车辆90m内能被识别到），检测到的行人将高亮显示（图5）。夜视辅助功能可通过驾驶员侧仪表板按钮组中的夜视辅助按钮S1s9实现手动开启和关闭。

夜视增强版在白天和黑暗中都能提供前方区域的图像。在白天或黄昏剩余光线（光照强度）依然能满足时，人为打开夜视辅助系统，则红外摄像头B84/2会对车辆前方区域进行扫描，但红外线灯和B84/11红外线远距离摄像头不会被开启（由于光照强度能满足，受光线传感器限制），在白天无法检测行人或动物（仪表屏幕仍会显示人和动物图像，但不会高亮显示，此时人或动物和周围环境一样，大灯也不会聚光）。在夜间模式下，红外线灯就会启用，前方区域由两个摄像头进行扫描。当远光灯打开时，两个夜视辅助摄像头的检测范围与能见距离相差无几，图像数据由N101夜视辅助系控制单元进行调节，并通过仪表盘显示给驾驶员。

增强型夜视辅助系统在原来基础上进行了改进，包括以下功能：（1）检测车辆前方最远160m范围内的行人和100m范围内的动物（例如：鹿、牛、马），并以清晰、彩色、高亮度图像显示在仪表盘夜晶屏上；（2）具备“聚光灯”功能，所谓的“聚光灯”即左侧或右侧大灯将其部分光束聚焦到目标物上，从而使驾驶员有机会及时为具体情况做好相应的准备。当检测到路上或路旁存在行人或动物时，相应的前照灯光锥会对准检测到的行人或动物的方向，此时会向行人发出数次闪光警告，但不会向检测到的动物闪光，因为它们对脉冲光束的反应是难以预测的。

另外增强型夜视辅助系统开启有两种途径：（1）通过仪表盘中的“辅助”（Assistance） 菜单开启。（2）通过夜视辅助系统按钮S6/1s5手动开启。

夜视系统工作原理如图6所示、增强版如图7所示，各部件具体位置如图8所示。

图6中N93为中央网关，不同CAN网络之间的通信需要借助N93来完成，箭头指向代表信号的传输方向或控制方向，如：前SAM控制单元（N10/1）促动E1e11。夜视功能可通过该图来理解：B84/2将采集的数据通过LVDS视频线传输给N101，由N101分析和处理后，依旧通过LVDS传输给A1，以此在仪表盘中显示图像。B38/2通过LIN线将光照强度信号传送至N70，然后由N70通过CAN网络传送至N101，N101据此判断是否需要激活红外线灯。如需启动红外线灯，由N10/1促动E1e11，确保夜视功能的条件得到满足。其他的信号，如车速则由转速传感器传送给ESP处理，然后通过CAN网络传送至N101和A1。

在增强版工作原理简图（图7）当中，需要注意的是中央网关改为N73，新增了B84/11，但信号传输与B84/2一样，其余的分析与夜视系统一致。