1.介紹
根據德國聯邦高速公路研究所(BASt)的研究，夜間在鄉村道路上死亡的行人是白天的5倍。另一項來自BASt的數據同樣令人震驚:只有20%的汽車旅行是在晚上進行的。
圖1 2005夜視輔助
梅賽德斯于2005年推出了夜視系統“夜景輔助”，該系統在夜間視野增長了兩倍。它的近紅外技術可以使得到的圖像在可視光線下盡可能接近可視圖像，保證任何司機都能看到。由于物理效果，大多數深色的紡織品在近紅外光下變得明亮，這使得行人在夜視圖像中表現為明亮的形狀，如圖1所示。2006年，梅賽德斯推出了智能光系統，該系統的光功能由電腦控制，包括五種照明功能:鄉村模式、高速公路模式、增強霧燈、主動光功能和轉彎燈功能。2009年引入了一種光學制導，以實現快速準確發現行人。一種識別算法在夜視圖像中識別行人并將其標記為矩形標記，如圖2所示。
圖2 2009帶有行人識別系統的夜視系統
2009年,智能燈光系統的自適應遠光燈協助調整前照燈的范圍，按照距離識別迎面而來的車輛或行人的多目攝像頭，與夜視攝像機分開(如圖3所示)。該系統是第一次實現一個完整的計算機控制照明系統，該系統的前照燈照明可以指向任何對象，特別對于解決路邊行人的識別問題，具有顯著作用。
圖3 聚光燈功能
2.系統設計
2.1高層需求
首先，在檢測算法的能力范圍內任何行人都應該被照明完全覆蓋，特別是在汽車的乘客一側的行人應該比在司機側的行人更需要準確檢測。由于缺乏反射性的對比，照亮一個深色的行人并不能提高能見度。為了引導司機的視線，需要一個閃爍的照明，頻率接近于2赫茲的人類視覺系統具有最高頻率靈敏度。該系統不應使其他交通參與者眼花繚亂，例如其他車輛的駕駛員。如果行人的照明會撞到其他車輛，照明將立即中止。
2.2 功能設計
如圖3所示，三個系統協同實現了聚光燈功能：夜景輔助+夜視系統，自適應高光束輔助自動光控制系統和智能光系統的電腦控制光束。
夜視系統將檢測行人并實現實時跟蹤，智能照明系統的乘客側投影模塊將形成聚光燈，并將其引導至行人。聚光燈將不斷從夜視系統接收有關行人的最新位置信息。該信息將以夜視系統的幀率的一半發布，以保證聚光燈的平滑移動。如果聚光燈打在行人身上，那么在大約2.8赫茲的照射下，就會產生一個高達四次的光照序列。自適應高光束輔助的多用途攝像機也將根據其幀率發布其他車輛的信息。行人的位置和其他車輛的位置是連續比較的，如果行人的照明會影響另一輛車，照明順序被中止。
從夜視系統的攝像頭到投影模塊的視差，和從夜視系統到投影模塊的旋轉機構所積累的延時，都需要得到補償。視差的補償至少需要一個粗略的估計行人到夜視攝像機的距離。行人檢測算法通常可以從觸發檢測的檢測器實例(“stripe”)中提取一個距離估計值。需要過濾的角度和距離測量，以防止投影模塊振動。通過對夜視系統的內部跟蹤來預測位置信息，從而彌補了時間上的延時。
3.頭燈
3.1聚光燈模塊的一般要求
為了突出潛在的危險，驅動程序最重要的參數是對象的可見性和反應時間。可見性是由亮度和對比度所決定的。然而，我們能設計的唯一參數是照度。由于反應時間非常有限，并且已經受到車內檢測算法和數據流的影響，前照燈應盡可能快的反應。因此，LED陣列前照燈將是理想的解決方案。
3.2 技術方法
除了led陣列前照燈外，還可以考慮機械解決方案。道路上或附近的許多危險可以在低于250ms的標準模塊內照明。原則上，一個更小、更快速的專用附加聚光燈模塊可以使用一個1mm芯片的LED實現。由于這種方法需要在前照燈外殼內增加額外的空間，并引入額外的成本。我們不認為在許多汽車上可行。
4.系統測試結果
實驗裝置如圖4所示，圖5顯示了在方法過程中與夜視攝像機拍攝的實驗裝置的圖像，并突出顯示了行人。參與者駕駛一輛奔馳s級車，配備了聚光燈功能。以每小時70公里的速度行駛(使用限速器功能)，向靜止的車輛行駛。一個穿著深色衣服的行人站在對面車輛后面的一個可變距離上。由于面對車輛引起的眩光，行人在進場時最初是不可見的。有三種可能的行人位置:一是面對車輛的尾部，二是車輛后面30米，三是車輛后面60米。
圖4 實驗裝置示意圖
圖5 面向車輛(靜止)和行人(突出顯示)的實驗設置
參與者的任務是盡可能快地檢測行人，通過按下方向盤上的按鈕進行登記。然后將記錄的車輛速度與第一次按鍵的時間和行人通過的時間相結合，計算出行人的距離。實驗結果如圖6所示。由于惡劣天氣(霧)，四名參與者的數據被排除在外。對于剩下的26名參與者，在所有三個行人位置都可以觀察到由于聚光燈功能，檢測距離的顯著改善。當行人在面對車輛后30米時，平均改善約13米，代表時間優勢約0.7秒。
圖6 駕駛員行人檢測的平均距離
如圖6所示，第二個實驗的結果與第一個實驗的結果相同，其中有19個測試參與者。除了沒有面對車輛提供眩光，實驗裝置是相同的。結果如預期，由于缺少眩光，人們更早的發現了聚光燈和沒有聚光燈。然而，聚光燈功能的優勢現在更加明顯了，平均改進了25米，代表了大約1.3秒的時間優勢。
作者：Dr. Ing. Helmuth Eggers, Dr. J?rg Moisel, Mr. Stefan T?pfer， Mr. Stefan T?pfer
編譯：史晨陽
指導：林燕丹
