汽车夜视系统发展历程与工作原理解读

在电影中，你经常可以看到一些神秘特工晚上在山路上自由驾驶酷炫的跑车，甚至为了执行任务而不打开大灯。事实上，它可以依靠夜视系统来看到前方的道路。夜视设备在军队中被广泛使用。例如，驾驶阿帕奇直升机的士兵通常戴着一副夜视镜，这比飞机上装载的武器和其他装备更有效；

步和狙击步的镜头是目前夜视技术的前沿应用。

本文将讨论该系统是如何在汽车中使用的。众所周知，昏暗环境下的交通事故发生率高于光线充足的情况。近年来，美国和欧洲的研究人员做了大量的研究和开发，希望夜视系统能够在光线昏暗的夜晚降低交通事故的发生率。

白天夜幕降临时，保持驾驶视野对驾驶员来说是令人放心的。目前，宝马、梅赛德斯-奔驰、丰田和通用汽车正在开发自己的夜视系统。那么什么是夜视系统，它是如何工作的呢？

人眼可以看到图像，因为它可以识别电磁波谱中紫色到红色范围内的反射波。人眼无法识别的光被称为短红外波。“短红外波”实际上是红外的一个众所周知的表达方式，它包括三类。

近红外光、中红外光和远红外光。这三种光的区别在于波长不同。近红外光的波长小于1.5微米，是人眼最容易识别的光之一。远红外光的波长可以高达30微米，这是物体本身发出的光，而不是反射光。也就是说，远红外光的这种特性可以用作热信号，这是它与其他两种光的最大区别。

实现夜视的两种主要方法是热成像和光子检测（或图像增强）。这两种方法都有明显的优点和缺点。热成像形成的图像并不清晰，但它可以灵敏地捕捉物体的热信号。例如，士兵可以通过在狙击步中使用热成像夜视镜来看到隐藏在建筑物或障碍物后面的敌人。但与此同时，在热成像中看到的发光的人体也可能是友好的，而且由于其粗糙的图像，无法区分敌人和我。

相反，图像增强可以使图像清晰。通常，这种夜视设备的图像是绿色的，除此之外，它的图像几乎与白天的图像相同。这种方法从环境光中提取光子，并在图像增强管中将其转换为电子。当电子通过管道时，管道中的原子会释放出类似的电子，电子的能量会被管道中的微通道板（MCP）放大数千倍。

在图像增强管的末端，电子将撞击带有磷光体涂层的屏幕。这些电子在通过微通道时将保持其相对位置，这将确保图像的完整性，因为电子的排列方式与光子最初的排列方式相同。这些电子携带的能量将使磷光体受到激发并释放光子。这些磷光体会在屏幕上产生绿色图像，这已成为夜视设备的一个主要功能。

2000年，通用汽车在凯迪拉克品牌汽车上增加了热成像夜视系统。当时，该系统非常昂贵，而且无法产生清晰的图像。丰田集团紧随其后，旗下豪华子品牌雷克萨斯车型仍配备了先进的夜视系统。但是既然夜视系统如此有用，为什么不在每辆车上都配备它呢？这仍然是一个成本问题。众所周知，汽车制造商不可能为低端汽车配备昂贵的设备，这会掩盖其市场地位。

自2006年以来，夜视系统已被用于梅赛德斯-奔驰和宝马豪华汽车品牌的汽车产品中。

汽车夜视系统的工作原理

尽管梅赛德斯-奔驰和宝马都有汽车夜视系统，但它们的工作原理不同。梅赛德斯-奔驰使用主动夜视系统或近红外系统，这与上述军方使用的图像增强技术类似。另一方面，宝马采用了被动夜视系统，即远红外光技术。

宝马夜视系统可以判断物体是人还是动物，但不能判断它是死是活。换句话说，热成像夜视系统检测到的物体可能是巨石或倒下的树。该系统基于安装在车辆前方的CMOS传感器获取物体的热信号，并在中控台显示屏上输出320×240像素的图像。一个物体包含的热量越多，它在图像中就越亮。该系统最多可检测3个物体……

米。它的缺点是清晰度差。

梅赛德斯-奔驰的近红外夜视系统可以在夜间提供高清画面。任何被汽车远光灯照亮的物体都可以通过一系列投影灯和摄像头夜视系统在白天转换成明亮清晰的画面。与宝马被动夜视系统相比，它的优点是不仅可以检测到热的物体，还可以检测到不具有加热信号能力的物体。然而，该系统的检测范围只有183米，不如宝马的被动夜视系统。梅赛德斯-奔驰夜视系统的另一个缺陷是在雾天夜视效果不好。与宝马夜视系统不同的另一点是，该系统的检测设备位于方向盘后面，与驾驶员的视线几乎在同一条线上，而不是位于中控台。这种设置的优点是驾驶员可以更容易地观察夜视系统处理的图像。

两个夜视系统都可以通过位于远光灯开关装置附近的按钮打开/关闭。此外，他们不会受到迎面而来的车辆光线的影响。梅赛德斯-奔驰和宝马的研究人员目前正在努力改进夜视系统的警告标志。目前的挑战是，该系统无法判断热信号是否对车辆构成威胁——也许夜视系统检测到的热信号只是路边的静止物体。在电影中，你经常可以看到一些神秘特工晚上在山路上自由驾驶酷炫的跑车，甚至为了执行任务而不打开大灯。事实上，它可以依靠夜视系统来看到前方的道路。夜视设备在军队中被广泛使用。例如，驾驶阿帕奇直升机的士兵通常戴着一副夜视镜，这比飞机上装载的武器和其他装备更有效；

步和狙击步的镜头是目前夜视技术的前沿应用。

本文将讨论该系统是如何在汽车中使用的。众所周知，昏暗环境下的交通事故发生率高于光线充足的情况。近年来，美国和欧洲的研究人员做了大量的研究和开发，希望夜视系统能够在光线昏暗的夜晚降低交通事故的发生率。

白天夜幕降临时，保持驾驶视野对驾驶员来说是令人放心的。目前，宝马、梅赛德斯-奔驰、丰田和通用汽车正在开发自己的夜视系统。那么什么是夜视系统，它是如何工作的呢？

人眼可以看到图像，因为它可以识别电磁波谱中紫色到红色范围内的反射波。人眼无法识别的光被称为短红外波。“短红外波”实际上是红外的一个众所周知的表达方式，它包括三类。

近红外光、中红外光和远红外光。这三种光的区别在于波长不同。近红外光的波长小于1.5微米，是人眼最容易识别的光之一。远红外光的波长可以高达30微米，这是物体本身发出的光，而不是反射光。也就是说，远红外光的这种特性可以用作热信号，这是它与其他两种光的最大区别。

实现夜视的两种主要方法是热成像和光子检测（或图像增强）。这两种方法都有明显的优点和缺点。热成像形成的图像并不清晰，但它可以灵敏地捕捉物体的热信号。例如，士兵可以通过在狙击步中使用热成像夜视镜来看到隐藏在建筑物或障碍物后面的敌人。但与此同时，在热成像中看到的发光的人体也可能是友好的，而且由于其粗糙的图像，无法区分敌人和我。

相反，图像增强可以使图像清晰。通常，这种夜视设备的图像是绿色的，除此之外，它的图像几乎与白天的图像相同。这种方法从环境光中提取光子，并在图像增强管中将其转换为电子。当电子通过管道时，管道中的原子会释放出类似的电子，电子的能量会被管道中的微通道板（MCP）放大数千倍。

在图像增强管的末端，电子将撞击带有磷光体涂层的屏幕。这些电子在通过微通道时将保持其相对位置，这将确保图像的完整性，因为电子的排列方式与光子最初的排列方式相同。这些电子携带的能量将使磷光体受到激发并释放光子。这些磷光体会在屏幕上产生绿色图像，这已成为夜视设备的一个主要功能。

2000年，通用汽车在凯迪拉克品牌汽车上增加了热成像夜视系统。当时，该系统非常昂贵，而且无法产生清晰的图像。丰田集团紧随其后，旗下豪华子品牌雷克萨斯车型仍配备了先进的夜视系统。但是既然夜视系统如此有用，为什么不在每辆车上都配备它呢？这仍然是一个成本问题。众所周知，汽车制造商不可能为低端汽车配备昂贵的设备，这会掩盖其市场地位。

自2006年以来，夜视系统已被用于梅赛德斯-奔驰和宝马豪华汽车品牌的汽车产品中。

汽车夜视系统的工作原理

尽管梅赛德斯-奔驰和宝马都有汽车夜视系统，但它们的工作原理不同。梅赛德斯-奔驰使用主动夜视系统或近红外系统，这与上述军方使用的图像增强技术类似。另一方面，宝马采用了被动夜视系统，即远红外光技术。

宝马夜视系统可以判断物体是人还是动物，但不能判断它是死是活。换句话说，热成像夜视系统检测到的物体可能是巨石或倒下的树。该系统基于安装在车辆前方的CMOS传感器获取物体的热信号，并在中控台显示屏上输出320×240像素的图像。一个物体包含的热量越多，它在图像中就越亮。该系统最多可检测3个物体……

米。它的缺点是清晰度差。

梅赛德斯-奔驰的近红外夜视系统可以在夜间提供高清画面。任何被汽车远光灯照亮的物体都可以通过一系列投影灯和摄像头夜视系统在白天转换成明亮清晰的画面。与宝马被动夜视系统相比，它的优点是不仅可以检测到热的物体，还可以检测到不具有加热信号能力的物体。然而，该系统的检测范围只有183米，不如宝马的被动夜视系统。梅赛德斯-奔驰夜视系统的另一个缺陷是在雾天夜视效果不好。与宝马夜视系统不同的另一点是，该系统的检测设备位于方向盘后面，与驾驶员的视线几乎在同一条线上，而不是位于中控台。这种设置的优点是驾驶员可以更容易地观察夜视系统处理的图像。

两个夜视系统都可以通过位于远光灯开关装置附近的按钮打开/关闭。此外，他们不会受到迎面而来的车辆光线的影响。梅赛德斯-奔驰和宝马的研究人员目前正在努力改进夜视系统的警告标志。目前的挑战是，该系统无法判断热信号是否对车辆构成威胁——也许夜视系统检测到的热信号只是路边的静止物体。

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