Tanie obrazowanie termiczne zwiększa bezpieczeństwo autonomicznych pojazdów
Połączona i zautomatyzowana mobilność to szansa na poprawę bezpieczeństwa i wygody podróżowania przy jednoczesnym zmniejszeniu korków na drogach oraz emisji szkodliwych zanieczyszczeń. Czujniki odegrają zasadniczą rolę w tym procesie – pozwolą na monitorowanie innych użytkowników dróg, pogody, warunków jazdy oraz przeszkód na drodze, a także warunków panujących wewnątrz pojazdu oraz stanu kierowcy. Wśród opcji branych pod uwagę przez producentów pojazdów są między innymi kamery działające w spektrum światła widzialnego, czujniki radarowe oraz LiDAR. Każde z tych rozwiązań wymaga jednak światła słonecznego lub źródła światła, fal radarowych lub światła wiązki lasera, co powoduje, że trudno im sprostać wyzwaniom związanym z najbardziej niebezpiecznymi scenariuszami dla autonomicznych pojazdów – wykrywaniem pieszych lub zwierząt w warunkach słabego oświetlenia lub w przypadku niesprzyjającej pogody. Kamery wykorzystujące promieniowanie podczerwone o dużej długości fali (LWIR) oraz kamery termowizyjne są w stanie wykrywać źródła ciepła z bardzo wysoką dokładnością. Ponadto są całkowicie pasywne – nie wymagają zewnętrznego źródła światła, a dodatkowo same nie emitują żadnych wiązek ani fal. W ramach finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu „tHErmaL vIsion AUgmented awarenesS” powstały niezbędne technologie pozwalające na wykazanie szeregu korzyści wynikających ze stosowania kamer termowizyjnych oraz spełnienie wymagań sektora motoryzacyjnego.
Kamery termowizyjne – pasywne i skuteczne rozwiązanie
Wszystkie obiekty, których temperatura przekracza zero stopni Celsjusza, emitują ciepło – dotyczy to nawet przedmiotów nieożywionych, takich jak przydrożne barierki ochronne w zimie. Kamery termowizyjne wykrywają to ciepło niezależnie od oświetlenia czy niesprzyjającej pogody. „Kamera termowizyjna szczególnie dobrze radzi sobie z wykrywaniem ludzi lub zwierząt w warunkach słabej widoczności. Zarówno pole widzenia, jak i rozdzielczość kamery termowizyjnej można dostosować do przypadku użycia. W przypadku monitorowania wnętrza pojazdu wystarczy krótki zasięg i szerokie pole widzenia, natomiast do wykrywania pieszych, samochodów lub zwierząt można wykorzystać węższe pole widzenia i mniejszy zasięg”, wyjaśnia Quentin Noir, pracownik LYNRED.
Najlepszy wybór – bezpieczeństwo, produkcja seryjna i niskie koszty
„Postawiliśmy sobie za cel wykazanie, że w porównaniu z obecnymi rozwiązaniami kamer działających w spektrum światła widzialnego i czujników radarowych instalowanych w pojazdach, kamera termowizyjna jest najlepszą technologią, która pozwoli na rozszerzenie możliwości systemów automatycznego hamowania awaryjnego i ostrzegania przed kolizją i umożliwi im pracę w warunkach niskiej widoczności. Według jednego z badań nawet w świetle dziennym nowoczesne systemy automatycznego hamowania awaryjnego były w stanie uniknąć kolizji z dzieckiem tylko w 11 % przypadków przy prędkości wynoszącej około 30 kilometrów na godzinę”, zauważa Noir. Zakres zastosowań kamer termowizyjnych we wnętrzu pojazdu obejmuje badanie zmian temperatury twarzy kierowcy w celu analizy komfortu termicznego, senności, trzeźwości oraz stanu emocjonalnego. Oprócz wyzwań technicznych projekt odpowiadał na potrzeby biznesowe rynku motoryzacyjnego. Konsorcjum opracowało innowacyjne technologie korekcji obrazu oraz produkcji czujników i optyki. „Prototypy oraz testy przypadków użycia dowiodły, że kamera termowizyjna oparta na technologii mikrobolometru może radykalnie zwiększyć osiągi systemów opartych wyłącznie na kamerach działających w świetle widzialnym w warunkach słabej widoczności, które są przyczyną większości wypadków śmiertelnych na drogach. To właśnie w tym obszarze wymagane są najdalej idące usprawnienia. Co więcej, nasze rozwiązanie może spełnić wymagania sektora motoryzacyjnego w zakresie niskich kosztów, niezawodności i produkcji seryjnej”, podsumowuje Sébastien Tinnes, pracownik LYNRED. Technologia LWIR, pierwotnie opracowana dla zastosowań obronnych, była tradycyjnie postrzegana jako droga, a ponadto nie zakładała możliwości produkcji seryjnej dużej liczby urządzeń. W ciągu ostatnich 15 lat rozwiązania wykorzystujące tę technologię trafiły do wybranych modeli luksusowych samochodów wysokiej klasy. Działania zrealizowane w ramach projektu pozwoliły na dalszy rozwój tych rozwiązań i sprawiły, że stały się przystępne cenowo, co pozwoli na ich montaż we wszystkich samochodach w przyszłości w celu ratowania życia. Partnerzy skupieni wokół projektu planują rozpocząć masową produkcję do 2028 roku.
Słowa kluczowe
Kamera termowizyjna, LWIR, radar, AEB, kamery wykorzystujące promieniowanie podczerwone o dużej długości fali, czujniki, automatyczne hamowanie awaryjne, pojazdy autonomiczne, ostrzeganie przed kolizją, LiDAR