Устройство для освещения и обзора пути и окружающей зоны перед транспортным средством

Устройство для освещения и обзора пути и окружающей зоны перед транспортным средством, содержащее источник инфракрасного светового излучения, видеокамеру и устанавливаемый перед водителем на приборном щитке дисплей, в котором источник инфракрасного светового излучения выполнен на основе полупроводникового лазера, а видеокамера установлена совместно с электронно-оптическим преобразователем, сопряженным с блоком стробирования.

Устройство обеспечивает безопасное вождение транспортных средств и снижение вероятности возникновения аварийных ситуаций в условиях ограниченной прозрачности атмосферы (туман, дождь, снег и т.д.), особенно в условиях недостаточной освещенности.

Полезная модель относится к автомобилестроению, а именно к устройствам для освещения и обзора, обеспечивающим безопасное вождение в условиях ограниченной видимости.

Известно, что для безопасного вождения транспортных средств и снижения вероятности возникновения аварийных ситуаций в условиях ограниченной прозрачности атмосферы (туман, дождь, снег и т.д.), особенно в условиях недостаточной освещенности, необходимо обеспечить для водителя гарантированный обзор пути и окружающей зоны перед транспортным средством.

Включение дальнего света при движении в тумане является «вредным». При дальнем свете мощный световой поток, отражаясь в мельчайших частицах тумана, полностью лишает водителя ориентировки и создает впечатление «движения в молоке». Другими словами, в данном случае между объектом и наблюдателем (водителем или оптическим приемником) имеется рассеивающая среда (туман), приводящая к появлению интенсивного отраженного от среды светового потока. Объект «экранируется» от наблюдателя слоем рассеивающей среды.

Известны различные устройства, объединенные общим названием «противотуманные фары», например [1], которые частично помогают в указанной ситуации. Действие их основано на том, что туман всегда стелется на некотором расстоянии от земли. Плоский веерообразный пучок противотуманных фар как раз проникает в этот участок под слоем тумана. Но противотуманные фары не всегда эффективны и требуется разработка более надежных устройств для безопасного вождения в условиях тумана.

Известны также устройства на основе радиолокационных датчиков и радиолокаторов [2, 3], которые формируют в реальном времени «специфическое» радиолокационное двумерное изображение дорожной обстановки в заданном

секторе обзора перед автомобилем, которое водитель наблюдает на индикаторе, расположенном в салоне. В данном случае препятствия (автомобили, ограждения и.т.д.) отображаются в виде ярких отметок на темном экране с координатами: по горизонтали - угол азимута, по вертикали - дальность. Радиолокационное изображение, формируемое системой в полярных координатах, сильно отличается от более привычного пространственного (оптического). Это обуславливает существенный недостаток такой системы - неадекватное отображение реальной ситуации на дороге и необходимость специального обучения водителей. В экстренных ситуациях это может явиться дополнительным отрицательным фактором при принятии водителем решения в сложной дорожной обстановке, в частности, к несогласованным действиям управляющих сигналов системы и водителя.

Наиболее близким к полезной модели прототипом представляется устройство [4], состоящее из источника светового пучка на основе встроенных в передние фары автомобиля инфракрасных ламп, инфракрасной видеокамеры и устанавливаемого перед водителем на приборном щитке дисплея. Участок дороги, освещаемый инфракрасным светом, наблюдают видеокамерой, расположенной возле зеркала заднего вида. Полученные видеоданные обрабатывают блоком управления системы и выводят на дисплей в виде реалистичного черно-белого изображения с высоким разрешением.

Задача полезной модели состоит в создании устройства для освещения пути и окружающей зоны перед транспортным средством в тумане, в котором в качестве источника излучения используют лазер, снабженный телескопом-формирователем светового пучка, а приемник оптического излучения содержит стробируемый электронно-оптического преобразователь.

Технические результаты, достигаемые в предлагаемом устройстве, заключаются в том, что обеспечивается для водителя гарантированный обзор пути и окружающей зоны перед транспортным средством в условиях тумана и атмосферных осадков.

Сущность полезной модели поясняется фигурой 1, на которой изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство, изображенное схематически на фиг.1, согласно полезной модели содержит: освещающий лазер 1, телескоп-формирователь 2, приемный телескоп 3, оптический фильтр 4, электронно-оптический преобразователь (ЭОП) 5, блок стробирования 6, согласующий объектив 7, видеокамеру 8, дисплей 9.

В отличие от прототипа (работающего в пассивном режиме) в предлагаемой полезной модели производят стробирование по дальности пути перед автомобилем (активный режим).

Устройство, изображенное на фиг.1, работает следующим образом.

Объект наблюдения (участок дороги) освещают короткими лазерными световыми импульсами, длительность которых значительно меньше времени распространения света до объекта и обратно. Каждый импульс излучения, доходящий до объекта наблюдения, отражается от него и принимается приемником - импульсным электронно-оптическим преобразователем (ЭОП), открываемым лишь на время прихода импульса излучения, отражаемого от объекта. При этом изображение, полученное на экране ЭОП, фиксируют видеокамерой, снабженной согласующим объективом, и передают на экран дисплея, установленного в кабине. В том случае, когда временная задержка между моментом излучения импульса и моментом открывания затвора равна удвоенному времени, необходимому для прохождения светом расстояния до объекта и обратно, наблюдатель будет видеть только сам объект и участок пространства, непосредственно его окружающий. Глубина этого пространства определяется временем открытого состояния затвора. Следовательно, основное преимущество предлагаемого устройства состоит в том, что при формировании изображения световая помеха (помеха обратного рассеяния от слоя тумана или осадков) устраняется стробированием фотоприемной системы.

В конкретном примере технического осуществления полезной модели в качестве освещающего лазера выбирают полупроводниковый лазер ИЛПИ-110 с длиной волны 832 нм и мощностью излучения 100 мВт. Для приемника излучения

выбирают электронно-оптический преобразователь ЭПМ 44Г-А поколения II+ с дополнительным стробирующим выводом. В качестве дисплея используют TFT монитор ТАС-700, а фиксацию изображения производят видеокамерой КРС 190 SW. Радиус действия системы в условиях тумана составляет порядка 150 метров, что соответствует зоне видимости при дальнем свете фар.

Источники информации

1. Патент №21778363 РФ. МПК B60Q 1/20.

2 Расторгуев В.В., Нуждин, Н. Сидоров, Ю. Сулимов и др. Система радиовидения «АвтоРадар». ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес. - 2000. - №5. - С.48-51.

3 Орлов А. Интеллектуальные автомобильные системы «СОПРЕСТ». ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес. - 2000. - №6. - С.48-52.

4. Bosch Nachtsichtassistent fur Autofahrer. Интернет сайт http://www.autosieger.de/article9757.html.

Устройство для освещения и обзора пути и окружающей зоны перед транспортным средством, содержащее источник инфракрасного светового излучения, видеокамеру и устанавливаемый перед водителем на приборном щитке дисплей, отличающееся тем, что источник инфракрасного светового излучения выполнен на основе полупроводникового лазера, а видеокамера установлена совместно с электронно-оптическим преобразователем, сопряженным с блоком стробирования.