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

Полезная модель относится к автомобилестроению, а именно к устройствам для освещения и обзора, обеспечивающим безопасное вождение в условиях ограниченной видимости. Задача полезной модели состоит в создании устройства для освещения и обзора пути и окружающей зоны перед транспортным средством, позволяющего повысить безопасность движения. Устройство для освещения и обзора пути и окружающей зоны перед транспортным средством содержит источник инфракрасного света, выполненный с использованием импульсно-периодического полупроводникового излучателя. В кабине водителя установлены дисплей, видеокамера, установленная совместно с электронно-оптическим преобразователем, и электронная система стробирования. Устройство содержит блок автоматизированного сканирования по дальности, сопряженный с электронной системой 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 (темное время суток).

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.

При включении дальнего света в условиях тумана 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, например «противотуманные фары» [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], а также устройство [4], состоящие из инфракрасных ламп, инфракрасной видеокамеры и устанавливаемого перед водителем на приборном щитке дисплея, которые формируют в реальном времени изображение дорожной обстановки, наблюдаемое на индикаторе, расположенном в салоне. Однако такие устройства также не дают полного и удобного изображения в условиях тумана.

Наиболее близким к полезной модели прототипом представляется устройство [5], состоящее из источника инфракрасного светового излучения, видеокамеры и устанавливаемого перед водителем на приборном щитке дисплея, в котором источник инфракрасного светового излучения выполнен на основе полупроводникового лазера, а видеокамера установлена совместно с электронно-оптическим преобразователем, сопряженным с блоком стробирования. Полученные видеоданные выводят на дисплей в виде реалистичного черно-белого изображения с высоким разрешением.

Основное преимущество такого устройства состоит в том, что при формировании изображения световая помеха (помеха обратного рассеяния от слоя тумана или осадков) устраняется стробированием фотоприемной системы. Однако гарантированный обзор пути и окружающей зоны перед транспортным средством в условиях тумана и атмосферных осадков обеспечивается для водителя только в так называемой зоне наблюдения. Это вызывает необходимость ручного выбора ограниченной по длине зоны наблюдения и расстояния до нее в условиях постоянно изменяющейся дорожной обстановки, что не только затрудняет условия обзора, но и отвлекает водителя, понижая степень безопасности вождения.

Задача полезной модели состоит в создании устройства для освещения и обзора пути и окружающей зоны перед транспортным средством, позволяющего повысить безопасность движения.

Устройства для освещения и обзора пути и окружающей зоны перед транспортным средством содержит источник инфракрасного светового излучения, выполненный на основе полупроводникового лазера, размещаемый в кабине дисплей, видеокамеру, установленную совместно с электронно-оптическим преобразователем, и блок стробирования, который сопряжен с блоком автоматизированного сканирования по дальности.

Технические результаты, достигаемые в предлагаемом устройстве, заключаются в том, что обеспечивается для водителя непрерывный обзор пути и прилегающей зоны перед транспортным средством, а соответственно и безопасное вождение 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, блок автоматизированного сканирования по дальности 10.

В отличие от прототипа, формирующего изображение только из ограниченной зоны наблюдения и требующего ручной подстройки водителем глубины этой зоны наблюдения и расстояния до нее в случае изменения дорожной обстановки, в предлагаемой полезной модели производят автоматизированное сканирование зоны наблюдения по всему просматриваемому пространству за время необходимое для формирования одного кадра изображения.

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.

При формировании изображения световая помеха (помеха обратного рассеяния от слоя тумана или осадков) устраняется стробированием фотоприемной системы по дальности [5]. Наблюдение на всей необходимой длине пространства обеспечивается автоматизированным сканированием просматриваемой зоны пространства за время формирования одного кадра видеоизображения. Это осуществляется посредством электронного блока автоматизированного сканирования по дальности 10, изображенного на фигуре 1.

Следовательно, основное преимущество предлагаемого устройства состоит в том, что происходит освещение и обзор пути и окружающей зоны перед транспортным средством на всю необходимую длину с устранением светового сигнала от помехи - слоя рассеивающей среды, без необходимости ненадежного и небезопасного для вождения ручного выбора ограниченной по длине зоны наблюдения.

В конкретном примере технического осуществления полезной модели в качестве освещающего лазера (лазеров) выбирают импульсно-периодический излучатель ИЛПИ-110 с длиной волны примерно 840 нм и средней мощностью излучения >100 мВт. Для приемника излучения выбирают высокочувствительный электронно-оптический преобразователь поколения II+(типа ЭПМ 44Г-А) или выше с дополнительным электродом для скоростного (порядка 100 МГц) стробирования. В качестве дисплея используют TFT монитор типа ТАС-700, а фиксацию изображения производят видеокамерой (ПЗС матрица) типа КРС 190 SW. Блок автоматизированного сканирования по дальности представляет собой специально разработанную электронную плату с применением современных высоких технологий. Ключевой элемент блока - ПЛИС (перепрограммируемая логическая интегральная схема). Для сопряжения блока автоматизированного сканирования с другими электронными блоками полезной модели устройства было разработано оригинальное программное обеспечение.

Радиус действия устройства в условиях тумана составляет около 150 метров, что на много превосходит зону видимости при дальнем свете фар в хорошую (без тумана и осадков) погоду.

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

5. Патент 4584 РБ. МПК B60Q 1/02, G02B 23/00

Устройство для освещения и обзора пути и окружающей зоны перед транспортным средством, содержащее источник инфракрасного света, выполненный с использованием импульсно-периодического полупроводникового излучателя, размещаемый в кабине водителя дисплей, видеокамеру, установленную совместно с электронно-оптическим преобразователем, и электронный системой стробирования, отличающееся тем, что содержит блок автоматизированного сканирования по дальности, сопряженный с электронной системой стробирования.