ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา อุตสาหกรรมยานยนต์ได้เห็นการเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญด้วยการบูรณาการระบบความปลอดภัยขั้นสูง ระบบเหล่านี้ได้รับการออกแบบเพื่อเพิ่มความตระหนักรู้ของผู้ขับขี่ ป้องกันอุบัติเหตุ และช่วยชีวิตผู้คนได้ในที่สุด เทคโนโลยีหนึ่งที่แสดงให้เห็นแนวโน้มที่ดีในเรื่องนี้ก็คือการใช้แกนอินฟราเรดคลื่นยาว (LWIR) ในฐานะซัพพลายเออร์แกน LWIR แบบไม่มีชัตเตอร์ ฉันมักถูกถามว่าแกนเหล่านี้สามารถนำมาใช้กับระบบความปลอดภัยของยานยนต์ได้อย่างมีประสิทธิภาพหรือไม่ ในบล็อกนี้ เราจะสำรวจคำถามนี้โดยละเอียด
ทำความเข้าใจกับแกน LWIR แบบไร้ชัตเตอร์
ก่อนที่จะเจาะลึกการใช้งานในระบบความปลอดภัยของยานยนต์ จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องเข้าใจว่าแกน LWIR แบบไม่มีชัตเตอร์คืออะไร เทคโนโลยี LWIR ทำงานในสเปกตรัมอินฟราเรดคลื่นยาวซึ่งอยู่ในช่วง 8 - 14 ไมโครเมตร สเปกตรัมนี้ช่วยให้สามารถตรวจจับลายเซ็นความร้อนได้ ทำให้มีประโยชน์อย่างยิ่งในสภาพแสงน้อยหรือสภาพอากาศที่ไม่เอื้ออำนวย ซึ่งกล้องแสงที่มองเห็นอาจประสบปัญหา
แกน LWIR ไร้ชัตเตอร์ ดังที่ชื่อบอกไว้ ไม่จำเป็นต้องใช้กลไกชัตเตอร์ เซ็นเซอร์ LWIR แบบดั้งเดิมมักใช้ชัตเตอร์เพื่อสอบเทียบเครื่องตรวจจับและชดเชยการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ อย่างไรก็ตาม การมีอยู่ของชัตเตอร์อาจทำให้เกิดข้อจำกัดหลายประการ เช่น การใช้พลังงานที่เพิ่มขึ้น ความน่าเชื่อถือลดลงเนื่องจากการสึกหรอของกลไก และการหยุดชะงักชั่วคราวในกระบวนการสร้างภาพ แกน LWIR แบบไร้ชัตเตอร์เอาชนะปัญหาเหล่านี้ได้โดยใช้อัลกอริธึมขั้นสูงและเทคนิคการสอบเทียบบนชิป เพื่อให้ได้ภาพที่เสถียรและแม่นยำโดยไม่จำเป็นต้องใช้ชัตเตอร์จริง
ข้อดีของแกน LWIR แบบไร้ชัตเตอร์เพื่อความปลอดภัยของยานยนต์
1. ทั้งหมด - ประสิทธิภาพสภาพอากาศ
ข้อได้เปรียบที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งของเทคโนโลยี LWIR โดยทั่วไป และโดยเฉพาะอย่างยิ่งแกน LWIR แบบไม่มีชัตเตอร์ คือความสามารถในการทำงานอย่างมีประสิทธิภาพในทุกสภาพอากาศ ไม่ว่าจะเป็นหมอก ฝน หิมะ หรือความมืดมิด เซ็นเซอร์ LWIR สามารถตรวจจับสัญญาณความร้อนของวัตถุบนท้องถนน รวมถึงคนเดินถนน สัตว์ และยานพาหนะอื่นๆ ซึ่งตรงกันข้ามกับกล้องที่มองเห็นได้ซึ่งถูกจำกัดอย่างรุนแรงในสถานการณ์ที่มีแสงน้อยหรือสภาพอากาศที่ไม่เอื้ออำนวย
ตัวอย่างเช่น ในหมอกหนา แสงที่มองเห็นจะกระจัดกระจาย ทำให้กล้องแยกแยะวัตถุได้อย่างชัดเจนได้ยาก อย่างไรก็ตาม เซ็นเซอร์ LWIR สามารถตัดผ่านหมอกได้โดยการตรวจจับความร้อนที่ปล่อยออกมาจากวัตถุ ทำให้มองเห็นถนนข้างหน้าได้ชัดเจน ทัศนวิสัยที่เพิ่มขึ้นนี้สามารถปรับปรุงความปลอดภัยของระบบยานยนต์ได้อย่างมาก โดยช่วยให้สามารถตรวจจับอันตรายที่อาจเกิดขึ้นได้ล่วงหน้า
2. การตรวจสอบอย่างต่อเนื่อง
การไม่มีชัตเตอร์กลไกในแกน LWIR แบบไม่มีชัตเตอร์ หมายความว่ากระบวนการถ่ายภาพจะไม่หยุดชะงัก ในเซ็นเซอร์ LWIR แบบเดิม ชัตเตอร์จะต้องปิดเป็นระยะๆ เพื่อการสอบเทียบ ซึ่งอาจส่งผลให้ข้อมูลภาพสูญเสียไปในช่วงสั้นๆ ในระบบความปลอดภัยของยานยนต์ ซึ่งการตัดสินใจแบบเสี้ยววินาทีถือเป็นสิ่งสำคัญ การหยุดชะงักนี้อาจเป็นข้อเสียเปรียบที่สำคัญ แกน LWIR แบบไม่มีชัตเตอร์ให้การตรวจสอบอย่างต่อเนื่อง ทำให้มั่นใจได้ว่าจะไม่พลาดอันตรายที่อาจเกิดขึ้น
3. ลดการใช้พลังงานและเพิ่มความน่าเชื่อถือ
บานประตูหน้าต่างแบบกลไกใช้พลังงานเพิ่มเติม ซึ่งอาจเป็นปัญหาในการใช้งานด้านยานยนต์ที่ประสิทธิภาพการใช้พลังงานเป็นสิ่งสำคัญ แกน LWIR แบบไม่มีชัตเตอร์ช่วยลดส่วนประกอบที่ใช้พลังงาน ส่งผลให้การใช้พลังงานโดยรวมลดลง นอกจากนี้ การไม่มีชัตเตอร์กลไกจะช่วยลดจำนวนชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวในเซนเซอร์ ซึ่งจะเป็นการเพิ่มความน่าเชื่อถือของระบบในทางกลับกัน ชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวน้อยลงหมายถึงการสึกหรอน้อยลง และลดโอกาสที่จะเกิดความล้มเหลวทางกลไก
ความท้าทายและข้อพิจารณา
แม้ว่าแกน LWIR แบบไม่มีชัตเตอร์จะมีข้อดีหลายประการสำหรับระบบความปลอดภัยของยานยนต์ แต่ก็มีความท้าทายและข้อควรพิจารณาบางประการที่ต้องได้รับการแก้ไข
1. ต้นทุน
โดยทั่วไปเทคโนโลยี LWIR มีราคาแพงกว่าเทคโนโลยีกล้องแสงที่มองเห็นได้ การพัฒนาและการผลิตเซ็นเซอร์ LWIR โดยเฉพาะอย่างยิ่งเซ็นเซอร์ที่มีความสามารถแบบไร้ชัตเตอร์ขั้นสูง ต้องใช้วัสดุและกระบวนการพิเศษ ซึ่งอาจส่งผลให้ต้นทุนสูงขึ้นได้ ปัจจัยด้านต้นทุนนี้อาจเป็นอุปสรรคสำคัญต่อการนำแกน LWIR แบบไม่มีชัตเตอร์ไปใช้ในระบบความปลอดภัยของยานยนต์อย่างกว้างขวาง อย่างไรก็ตาม เมื่อเทคโนโลยีเติบโตเต็มที่และการประหยัดต่อขนาดเข้ามามีบทบาท ต้นทุนก็คาดว่าจะลดลงเมื่อเวลาผ่านไป
2. การบูรณาการกับระบบที่มีอยู่
การรวมแกน LWIR แบบไม่มีชัตเตอร์เข้ากับระบบความปลอดภัยของยานยนต์ที่มีอยู่อาจเป็นงานที่ซับซ้อน ผู้ผลิตยานยนต์ได้ลงทุนอย่างมากในเทคโนโลยีเซ็นเซอร์อื่นๆ เช่น กล้องจับแสงที่มองเห็นได้ เรดาร์ และเซ็นเซอร์อัลตราโซนิก การเพิ่มเซ็นเซอร์ใหม่ เช่น แกน LWIR แบบไม่มีชัตเตอร์จำเป็นต้องพิจารณาอย่างรอบคอบว่าจะเชื่อมต่อกับระบบที่มีอยู่เหล่านี้อย่างไร ปัญหาความเข้ากันได้ เช่น ความแตกต่างในรูปแบบข้อมูลและโปรโตคอลการสื่อสาร จำเป็นต้องได้รับการแก้ไขเพื่อให้แน่ใจว่าสามารถบูรณาการได้อย่างราบรื่น
3. การประมวลผลภาพ
ภาพ LWIR มีลักษณะเฉพาะที่แตกต่างกันเมื่อเปรียบเทียบกับภาพแสงที่มองเห็นได้ ลายเซ็นความร้อนที่เซ็นเซอร์ LWIR ตรวจพบจะต้องได้รับการประมวลผลและวิเคราะห์เพื่อดึงข้อมูลที่มีความหมายเกี่ยวกับวัตถุบนท้องถนน การพัฒนาอัลกอริธึมการประมวลผลภาพที่มีประสิทธิภาพสำหรับภาพ LWIR ถือเป็นงานที่ท้าทาย เนื่องจากต้องอาศัยความเข้าใจอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับคุณสมบัติทางความร้อนของวัตถุต่างๆ และพฤติกรรมของสเปกตรัม LWIR
การใช้งานในระบบความปลอดภัยของยานยนต์
1. การตรวจจับคนเดินเท้าและสัตว์
การใช้งานที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของแกน LWIR แบบไม่มีชัตเตอร์ในระบบความปลอดภัยของยานยนต์คือการตรวจจับคนเดินถนนและสัตว์ คนเดินถนนและสัตว์ปล่อยความร้อนออกมา ซึ่งสามารถตรวจจับได้ง่ายด้วยเซ็นเซอร์ LWIR ด้วยการตรวจสอบถนนข้างหน้าอย่างต่อเนื่อง แกน LWIR แบบไม่มีชัตเตอร์สามารถตรวจจับการมีอยู่ของคนเดินถนนหรือสัตว์ในเส้นทางของยานพาหนะ แม้ในสภาพแสงน้อยหรือสภาพอากาศที่ไม่เอื้ออำนวย การตรวจจับตั้งแต่เนิ่นๆ นี้จะทำให้ระบบความปลอดภัยของรถสามารถดำเนินการได้อย่างเหมาะสม เช่น การเตือนผู้ขับขี่หรือการเบรกโดยอัตโนมัติ
2. การหลีกเลี่ยงการชน
แกน LWIR แบบไร้ชัตเตอร์ยังสามารถมีบทบาทสำคัญในระบบการชนกัน - การหลีกเลี่ยง ด้วยการตรวจจับลายเซ็นความร้อนของยานพาหนะอื่นๆ บนท้องถนน เซ็นเซอร์เหล่านี้สามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งสัมพัทธ์ ความเร็ว และทิศทางของยานพาหนะอื่นๆ ระบบความปลอดภัยของรถสามารถใช้ข้อมูลนี้เพื่อคาดการณ์การชนที่อาจเกิดขึ้น และใช้มาตรการป้องกัน เช่น การปรับความเร็วของรถหรือการเปลี่ยนเลน
3. การเพิ่มประสิทธิภาพการมองเห็นตอนกลางคืน
สำหรับการขับขี่ในเวลากลางคืน แกน LWIR แบบไม่มีชัตเตอร์ช่วยเพิ่มวิสัยทัศน์ของผู้ขับขี่ได้อย่างมาก ไฟหน้าแบบดั้งเดิมมีระยะและขอบเขตการมองเห็นที่จำกัด และไม่มีประสิทธิภาพในการตรวจจับวัตถุที่อยู่นอกบริเวณที่มีแสงสว่าง ในทางกลับกัน เซ็นเซอร์ LWIR สามารถตรวจจับสัญญาณความร้อนในที่มืดได้ ทำให้มองเห็นถนนได้กว้างขึ้นมาก การมองเห็นตอนกลางคืนที่ได้รับการปรับปรุงนี้สามารถช่วยให้ผู้ขับขี่หลีกเลี่ยงอันตรายที่อาจเกิดขึ้นและขับขี่ได้อย่างปลอดภัยมากขึ้นในเวลากลางคืน
สินค้าที่เกี่ยวข้องในตลาด
ในตลาด มีผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องหลายอย่างที่สามารถเสริมการใช้แกน LWIR แบบไม่มีชัตเตอร์ในระบบความปลอดภัยของยานยนต์ได้ ตัวอย่างเช่น45 - 900 มม.MWIR F4.0เป็นเลนส์ความร้อนอินฟราเรดคลื่นกลาง (MWIR) ที่สามารถใช้ร่วมกับเซ็นเซอร์ LWIR เลนส์นี้มีช่วงทางยาวโฟกัสกว้าง ซึ่งมีประโยชน์สำหรับการใช้งานในยานยนต์ประเภทต่างๆ เช่น การตรวจสอบระยะไกลหรือการตรวจจับวัตถุในระยะใกล้
ที่E200C2 ขนาดกะทัดรัด 2 - ไจโรแกน - ISRT กิมบอล EO/IR ที่เสถียรเป็นอีกหนึ่งผลิตภัณฑ์ที่สามารถเกี่ยวข้องได้ กิมบอลนี้ให้การป้องกันภาพสั่นไหวสำหรับกล้องอิเล็กโทรออพติคอล (EO) และอินฟราเรด (IR) ช่วยให้มั่นใจได้ว่าภาพที่เซ็นเซอร์ LWIR จับจะมีความเสถียรและชัดเจน แม้ว่ายานพาหนะจะเคลื่อนที่ก็ตาม
ที่แกนภาพความร้อน MWIR ขนาดกะทัดรัด 640 X 512 MCT CMV 650คือแกนภาพความร้อน MWIR ขนาดกะทัดรัดที่สามารถใช้ในระบบความปลอดภัยของยานยนต์ได้ด้วย ให้ภาพที่มีความละเอียดสูง ซึ่งสามารถเพิ่มความแม่นยำในการตรวจจับและระบุวัตถุได้
บทสรุป
โดยสรุป แกน LWIR แบบไม่มีชัตเตอร์มีศักยภาพสูงสำหรับใช้ในระบบความปลอดภัยของยานยนต์ ความสามารถในการมอบประสิทธิภาพทุกสภาพอากาศ การตรวจสอบอย่างต่อเนื่อง และการใช้พลังงานที่ลดลง ทำให้เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจในการเพิ่มความปลอดภัยของยานพาหนะ อย่างไรก็ตาม ความท้าทายต่างๆ เช่น ต้นทุน การบูรณาการกับระบบที่มีอยู่ และการประมวลผลภาพ จำเป็นต้องได้รับการแก้ไข
ในฐานะซัพพลายเออร์แกน LWIR แบบไม่มีชัตเตอร์ เรามุ่งมั่นที่จะทำงานร่วมกับผู้ผลิตยานยนต์เพื่อเอาชนะความท้าทายเหล่านี้ และพัฒนาโซลูชันที่มีประสิทธิภาพสำหรับความปลอดภัยของยานยนต์ หากคุณสนใจที่จะเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับแกน LWIR แบบไม่มีชัตเตอร์ของเรา หรือสำรวจศักยภาพของแกนเหล่านี้สำหรับระบบความปลอดภัยในยานยนต์ของคุณ เราขอแนะนำให้คุณติดต่อเราเพื่อขอหารือโดยละเอียดและจัดซื้อจัดจ้างที่มีศักยภาพ เราหวังว่าจะมีโอกาสร่วมมือกับคุณและมีส่วนร่วมในการพัฒนาเทคโนโลยียานยนต์ที่ปลอดภัยยิ่งขึ้น
อ้างอิง
- Johnson, RA และ Maloney, TM (2018) เครื่องตรวจจับและระบบอินฟราเรด ซีอาร์ซี เพรส.
- โรกัลสกี้, เอ. (2011) เครื่องตรวจจับอินฟราเรด: พื้นฐานและการประยุกต์ เอลส์เวียร์
- คู่มือวิศวกรรมยานยนต์ สมาคมวิศวกรยานยนต์ (SAE)