红外成像技术是一项应用范围广泛的高新技术,它在智能汽车领域以及医学、能源、安防等领域都有着广泛的应用。下面具体看看红外技术在智能汽车领域的应用。
红外技术在智能汽车领域的应用
一、外部感知(增加安全冗余,提前预判危险)
随着汽车车速的提高,交通事故频发,尤其是在夜间、恶劣天气(如雨、雪、雾霾)下行驶,更容易造成交通事故。据统计数据显示,尽管夜间行车只占公路交通的四分之一分量,但却占据了55%的交通事故发生比例。根据公开信息,2022年中国机动车驾驶人数达到5.02亿,交通事故导致的死亡人数有61703人,受伤人数有250723人。换算来看,平均每七分钟就有一人在车祸中丧生,每1分30秒就有一人在车祸中受伤。由此可见,交通安全问题任重道远。
随着智能汽车的不断发展,高级驾驶辅助系统(ADAS)市场也在迅速增长。ADAS利用安装在车辆上的多种传感器,包括光学摄像头、激光雷达、毫米波雷达、红外热像仪和超声波等,通过收集数据并结合地图信息进行系统计算,提前预判潜在的危险,保障行车安全。其中,车载摄像头作为ADAS中不可或缺的传感器之一,扮演着重要的角色。而且,在某些特定场景下,红外技术具有独特的优势:
1.夜间行驶时:红外热像仪不依赖于可见光,在夜间探测方面表现出色,不会受到可见光照明的限制。
2.恶劣天气条件下:在雨、雪、雾、扬尘等恶劣天气下,红外技术依然能够正常工作。由于不同物体的温度差异,红外热像仪可以准确地检测到目标物体,不会受恶劣天气条件的影响。
3.远距离探测时:资料显示,红外探测器的探测距离可达400米,超过汽车远光灯照射距离的1.5倍。同时,红外技术还能够克服烟雾、阳光、炫光等因素的干扰,提供更远的探测范围。
4.盲区/隐蔽物的探测:由于不同物体具有不同的温度特征,红外热像仪可以识别生命体并减小遮盖物对行人或隐蔽物识别的影响。这也有助于预防潜在意外事件的发生。
为了确保ADAS的可靠性,车载系统在设计中通常会采用多个传感器而不是单一传感器。其中,红外热像仪的加入可以提高传感器模组的冗余度和可靠性,从而为汽车在复杂环境中安全驾驶保驾护航。
二、内部监控(车内人员监测、保障环境舒适和人员安全)
除了监控外部环境外,红外技术也可以应用于车舱内的感测系统。
1.驾驶员状态监控
驾驶员监控系统(DMS)的目标是监测驾驶员是否出现走神、疲劳或打瞌睡等情况,以及其他可能导致无法安全驾驶的意外事件,例如欺骗辅助驾驶系统或与乘客争吵打架等。在非侵入性的监测方法中,基于视觉的系统更具吸引力,主要的视觉线索包括面部特征、手特征或身体特征。
驾驶员面部监控系统是一种实时系统,通过处理驾驶员的面部图像来研究他们的身心状况。这个系统可以通过监测驾驶员的眼睑闭合、眨眼、凝视方向、打哈欠和头部运动等行为来检测他们的状态。其中,红外光谱成像是眼睛检测的重要方法之一,它不容易受到遮挡或光照变化的干扰。此外,考虑到疲劳通常会伴随着体温升高,突发急病或情绪激动也会导致体温变化,采用红外光谱成像结合普通视觉检测的方式可以提高驾驶员监控系统的鲁棒性。因此,红外光谱成像+普通视觉检测方式是DMS系统的最佳选择。
2.乘客状况监测
普通的伪装主要是为了避免被肉眼观察到,因此通过在安全检查设备中加入红外热成像技术,可以更好地识别和发现隐藏物品,从而预防和减少犯罪行为发生。
3.车内温度监测
除了上面提到的乘客状况监测外,红外技术还可以用于监测车内的温度。结合智能座舱系统,及时向车主发送车内的安全警报,这样即使车主不能立即赶到车边解救被遗忘的宠物或儿童,也可以通过远程控制打开车内的空调系统,防止车内温度过高而造成安全事故。此外,车主还可以在使用车辆之前提前打开车内的空调,以减少高温、低温或空气污浊等情况给驾乘人员带来不适感,提高行车效果。
4.防止可疑入侵
红外技术还可以识别车边的可疑人物,并在他们进行入侵行为时发出警报,防止入侵事件的发生。同时,与行车记录仪和车内监控系统相结合,可以使犯罪分子无处可藏。