新型红外摄像头旨在提高自动驾驶的安全性

Josiah02

秋天来了，雨水、大雾和天色渐晚。对于道路使用者来说，这意味着需要更加谨慎，因为能见度越来越差。即使在能见度较差或有限的条件下，热成像摄像机也能可靠地探测到行人，从而确保更高的安全性。对于自动驾驶汽车来说尤其如此，因为自动驾驶汽车可能没有人在持续观察前方道路。
因此，弗劳恩霍夫 IOF 的一个团队设定了目标，开发一种用于道路交通应用的热成像摄像机。结果是一款新型红外摄像机，其工作波长范围为 8 至 14 微米——恰好是人类白天和夜晚发出的热辐射范围。此外，研究人员还成功地以一种特别经济高效但功能强大的方式实现了这项技术。
“这项技术可以显著提高道路安全性并防止事故发生，”Fraunhofer IOF 项目经理 Martin Hubold 解释道。“这是通过在具有挑战性的能见度条件下补充传统摄像头系统和传感器（例如 LIDAR 或 RADAR）来实现的，无需主动照明。”
平面设计，具有快速光学和高角度分辨率
在创建这款创新型红外相机时，研究人员借鉴了多孔径相机的经验。“核心理念是用几个小型且经济高效的非制冷辐射计阵列构建相机，”Hubold 说道。各个图像片段通过软件组合成一幅大的整体图像，当前分辨率约为 530 x 210 像素，视野为 34 x 13 度。
相比之下：整个折反射光学系统仅占用传统红外摄像机标准外壳（此处显示为灰色）的一小部分。
传感器配备反射折射光学系统，由镜子和棱镜组成。这使得设计非常扁平，厚度仅为 10 毫米。与位于伊策霍的弗劳恩霍夫硅技术研究所 ISIT 合作，使用可扩展且经济高效的光刻方法以及汽车行业成熟的材料进行生产。因此，该相机拥有快速光学系统 (F/1.1) 和高角度分辨率 (16 像素/度)，同时保持节省空间的外形尺寸。
红外摄像机设计有特别宽的水平视野，即使在黑暗或对面车辆的眩光等较差的光照条件下也能够探测到行人或骑自行车的人，非常适合驾驶辅助系统和自动驾驶汽车（3 级及以上）。
可扩展制造实现多样化应用
该相机的创新方法利用了市场上可买到的红外传感器和可在晶圆级制造的光学元件。“通过在晶圆级制造核心光学元件，我们可以简化生产并显著降低该技术的成本，”Hubold 说道。
除了用于自动驾驶汽车之外，红外摄像机还为其他应用提供了广泛的可能性。这些包括检测热损失、用于监控垃圾填埋场或消防部门运营的安全应用，以及工业过程监控的新概念。