Auto >> Fordonsteknik >  >> Motor

Hur backkameror fungerar

Bildgalleri för bilsäkerhet


Mitchell Funk/Getty Images
Att köra på överbelastade stadsgator kan vara lite lättare om du fick lite hjälp av ett backkamerasystem. Se vår samling av bilsäkerhetsbilder.

Föreställ dig att du kör genom de trånga gatorna i New York City under rusningstid. När du bromsar för ett stoppljus kör en stor lastbil bredvid dig i vänster körfält och plötsligt känner du dig instängd. Du kryper fram för att kontrollera om det är klart att svänga höger och drar sedan i bromsarna när en aggressiv SUV nästan sågar av framänden på din Honda Civic.

Förvirrad gör du svängen och smälter sedan samman i trafik. I hopp om att kringgå den växande skaran av irriterade pendlare som är frustrerade över den långsamma pendlingen tar du en vänstersväng nerför en smal gata. Trafiken är mycket bättre, och du får snabbt reda på varför när du närmar dig nästa tvärgata -- du är i en återvändsgränd. Med bilar som kantar trottoarkanterna på båda sidor av gatan du försöker svänga in på är sikten fruktansvärd och att dra ut utan att orsaka en olycka kan vara en utmaning. Om du hade kört en Infiniti EX35 skulle det vara en promenad i parken.

Läs mer

  • Så fungerar bromsassistent
  • 5 kraschtestvideor
  • Car Smarts:Bilsäkerhet

Infinitis senaste gadget, 360-graders Around View Monitor-kamerasystemet projicerar ett fågelperspektiv av fordonets exteriör på en LCD-skärm (Liquid Crystal Display) inbäddad i mittkonsolen under instrumentbrädan. För ytterligare $1 950 kan du lägga till AVM-systemet till EX35-sportfordonet. Systemet bygger på fyra små kameror för att skapa en helhetsbild som förare kan använda under parkering, backning eller körning i trafiken. Kamerasystemet är också användbart när du behöver se mötande trafik, som i fallet med återvändsgränden.

Tekniken bakom backkamerasystem har funnits ett tag. Komponenterna har använts i applikationer som borescope-kameror som används för att sondera inuti kroppen under medicinska procedurer och små LCD-skärmar som finns på digitalkameror. Men biltillverkare har hittat en ny nisch för de olika komponenterna:backkamerasystem. Den här artikeln kommer att förklara kamerakomponenterna och hur de tar digital information och omvandlar den till lättlästa videobilder.

Innan vi lär oss hur 360-graderssystemet på Infiniti och liknande backkameror fungerar, låt oss titta på var backkamerorna först dök upp i praktisk användning i nästa avsnitt.

Innehåll
  1. Efterfrågan på backkameran
  2. Inuti ett backkamerasystem
  3. Backkameror för eftermarknad
  4. Byta ut backspegeln?

>Efterfrågan på backkameran

Backkameror är som att ha ögon i bakhuvudet. Dessa små enheter, vanligtvis storleken på ett nickel, är monterade på utsidan av ett fordon och ger videobilder i realtid av vad som än händer utanför din bil. Vissa backkamerasystem har backupsensorer , som underlättar förarnas medvetenhet om föremål bakom deras fordon.

Ingenjörer designade de första backkamerorna för att bekämpa blinda fläckar. Så långt tillbaka som i slutet av 1970-talet började stora anläggningsfordon som dumprar och tung gruvutrustning inklusive schaktmaskiner och skrapor att placera kameror på baksidan av utrustningen för att hjälpa operatörer med bakåtsikt. Eftersom traktorerna och tippbilarna som används på gruvor är så stora, och själva gruvorna är så stora i ett arbetsområde, är sikten bakåt begränsad, så att förarna inte kunde se bakom dem när de behövde backa. Detta gällde särskilt för dumper och stora bulldozrar, eftersom de ofta behövde vända riktningen under en vanlig arbetsdag. För att bekämpa bristen på sikt bakåt installerade mekaniker små kameror och kopplade dem till en liten bildskärm. Eftersom några av fordonen som användes på gruvor inte hade någon sikt bakåt, visade de provisoriska kamerorna sig vara en värdefull säkerhetsåtgärd.


Lester Lefkowitz/Getty Images
Om den där gigantiska dumpern i gruvanläggningen gör det Jag har ingen backkamera, den där lilla lastbilen bakom den har problem.

När behovet av att förbättra säkerheten inom gruvindustrin ökade och fler entreprenörer började bygga om eftermarknadskamerasystem, reagerade företag som Caterpillar. WAVS inbyggda backkamerasystem som finns på Caterpillar-traktorer och terränglastbilar erbjuder en eller två kameror som används för visning bakifrån. Ta en 797B gruvlastbil. Mäter 21,5 fot (6,5 meter) hög, 47 fot (14,3 meter) lång och 32 fot (9,7 meter) bred, skulle det vara praktiskt taget omöjligt att se en liten pickup direkt bakom fordonet. Som ett resultat använder Caterpillar systemet med en eller två kamera i stället för en backspegel, vilket inte är möjligt i ett så stort fordon. Dessa lastbilar har dumprar som blockerar all sikt bakåt, ungefär som ett husbilsskal hindrar sikten bakåt i en pickup.

Biltillverkare har följt föregångarna för företag inom bygg- och gruvutrustning och erbjuder nu backkameror som liknar den som syns på Infiniti EX35. Medan Infinitis AVM-system har en 360-graders vy, visar de flesta backkameror som finns i bilindustrin bara det som finns bakom fordonet. Nästan alla tillverkare, från Lexus till Chevrolet till Dodge med den ikoniska Caravan, erbjuder ett backkamerasystem på ett eller flera av sina fordon.

Flera andra säkerhetsfunktioner kompletterar backkameror, såsom backupsensorer, som ljuder av med närhetslarm. Har du någonsin suttit hemma och hört en lastbil pipa när den backade? Det är reservlarm som varnar personer utanför fordonet. Liknande teknik har tagit sig in i bilarna vi kör, och backkameror ser ut att bli allt populärare, särskilt när fordonen växer sig större. Läs vidare för att lära dig mer om Infinitis 360-graders kamerasystem och hur kamerorna på andra fordon producerar de bilder vi ser i bilen.

>Inuti ett backkamerasystem

Vi började med att kort beskriva full-view-kameran i Infiniti EX35, så låt oss ta en närmare titt på den. Om du förstår Infinitis system bör du ha en god uppfattning om hur liknande tekniker mellan olika tillverkare fungerar.

För det första tar backkameror faktiskt bilder som är motsatsen till vad du verkligen ser på skärmen. Det du ser är en spegelvänd bild med videoflödet omvänt så att du har rätt orientering när du tittar på LCD-skärmen. Om du skulle säkerhetskopiera ditt fordon baserat på råbilderna från en backkamera, skulle du av misstag svänga vänster för att undvika ett hinder på höger sida.


Foto med tillstånd från Nissan
Interiören i 2008 års Infiniti EX

Som nämnts tidigare använder Infiniti fyra små kameror med fish-eye (eller vidvinkellinser). Dessa enheter är placerade på alla fyra sidor av bilen:En sitter ovanför den vänstra sidan av registreringsskylten, en annan inuti Infiniti-logotypen på den främre grillen och de återstående två passar under varje sidospegel. Kamerorna spelar in obearbetade digitala bilder och programvara rätar upp bilderna elektroniskt genom elektronisk interpolation eller pixelförbättring. I EX35 är resultatet en realtidsvy ovanifrån (eller fågelperspektiv) av fordonet.

Kameror som Infiniti's använder fish-eye-linser eftersom de kan fånga ett bredare synfält på en mycket närmare närhet. Problemen förknippade med fisheye-linser är den karakteristiska böjningen eller bildförvrängningen på grund av linsens krökning. Lyckligtvis CCD-sensorer skapa högkvalitativa bilder, och programvara för digital bildbehandling kan manipulera och vända bilderna, så att det som förarna ser är en helt klar bild. För att lära dig mer om hur CCD-sensorer omvandlar det kameran ser till digitalt visade bilder, läs Hur digitala kameror fungerar.


Grant V. Faint/Getty Images
Denna bild är typiskt för en backkamera med ett fisheyeobjektiv kan fånga innan bildförvrängningen korrigeras.

BMW tar säkerheten till en ny nivå
De senaste prylarna i det innovativa bilföretagets sortiment är backkameran med interaktiva spårlinjer, en backupsensor och ett mörkerseende främre kamerasystem. Förvånansvärt nog har BMW integrerad termisk bildbehandling för nattkörning, och infraröda bilder som rådjur vid sidan av vägen visas på LCD-skärmen när du kör i mörker. Biltillverkarens sofistikerade backkamerasystem kommer också att vägleda förare att undvika hinder bakom fordonet genom att visa visuella linjer att följa vid backning. Parkering görs enklare med en reservsensor som avger en pipande ton som gradvis ökar i tempo och volym med närhet tills den sprutar en fast ton. Med all den tekniken väcker frågan – vad händer härnäst?

Majoriteten av backkameror som finns på fordon idag är fasta system som drivs av bilens batteri, och digitala bilder går genom kablarna till LCD-skärmen. Så gott som alla backkameror och skärmar aktiveras när föraren sätter bilen i backläge.

En av de coolaste backkamerorna finns i flera Toyota-modeller, inklusive 4Runner. Istället för att använda en stor LCD-skärm i eller runt instrumentbrädan, är en liten display monterad i själva backspegeln och aktiveras antingen när fordonet ställs i back eller när föraren sätter på det manuellt. Kameror i fordon med endast ett bakåtsiktssystem är vanligtvis placerade någonstans nära registreringsskylten.

Återigen, fabriksinstallerade backkamerasystem är anslutna och pålitliga, men alla fungerar inte likadant. Vissa eftermarknadssystem är trådlösa och kan installeras snabbt av dig eller en erfaren installatör. I nästa avsnitt kommer vi att titta på eftermarknadsbackskameror och få en uppfattning om vad du kan förvänta dig att betala för en anständig sådan.

>Backkameror för eftermarknad

Om du går in i någon bilhandlare nuförtiden, skulle du mer än troligt kunna utrusta vissa fordon med ett backkamerasystem. Till exempel erbjuder Chevrolet och Ford kameror på sina större fordon som Suburban och Expedition. Om du vill eftermontera ditt fordon med ett bakåtsiktssystem har du många valmöjligheter.

Flera välrenommerade organisationer har testat olika eftermarknadsbackkamerasystem. Consumer Reports genomförde en nyligen genomförd studie och fann att ingenting levde upp till en fabriksinstallerad enhet; några eftermarknadsmodeller kom dock nära. Till exempel säljs Hitchcam VideoMirror för cirka 800 $ och liknar backkamerorna som finns i Toyota 4Runner. Istället för att använda en bildskärm är Hitchcam en ersättningsspegel med inbyggd display. Consumer Reports jämförde Chevrolet Suburban kamerasystem med Hitchcams teknologi och fann följande:


Synområde Kamerasystem WideTall6 tums objektChevrolet Suburban18,7 fot (5,7 meter)3,8 fot (1,1 meter)11,5 tum (29,2 centimeter)Hitchcam17 fot (5,2 meter6,5 fot (2 meter)14 tum (35,6 centimeter)

[källa:Consumer Reports]

Vad betyder det? Om du stod 5 fot (1,5 meter) från mitten av fordonets bakre stötfångare, kunde Chevy Suburban-kameran se dig och cirka 9 fot (2,7 meter) till vänster om dig och 9 fot till höger om dig. Den skulle dock inte kunna se er alla, om du inte är mindre än 1,1 meter lång.

Låt oss nu prata om den tredje mätningen som Consumer Reports inkluderar. Tänk på ett föremål som är cirka 15,2 centimeter högt, som en penna. Om du drog en linje ner från Suburbans bakre stötfångare till marken och sedan förlängde den linjen på marken, 11,5 tum bort från stötfångaren, var det då Suburban-kameran kunde upptäcka den pennan om den på något sätt stod upp. Det här är några bra mått att tänka på när man utvärderar backkamerasystem.

Hitchcam är inte ditt enda eftermarknadsalternativ. Visor View V-V-VCLP2 fungerar på samma sätt och använder en liten LCD-skärm som fästs på solskyddet. Till en kostnad av 389 USD är Visor View-systemet billigare än de två första modellerna, men installationen är dyr eftersom endast professionell installation rekommenderas.

CNET granskade ett annat populärt system på marknaden -- VR3 VRBCS300W -- som använder 2,4 gigahertz trådlös teknologi. Kameran är monterad på baksidan av fordonet och sänder en trådlös signal till displayen. VR3 är kostnadseffektiv för $150, och vem som helst kan montera linsen och bildskärmen, vilket eliminerar installationsavgifter. Den trådlösa tekniken är dock inte stabil och skärmen kan vara hackig på grund av störningar från TV-system med slutna kretsar, trådlösa routrar och annan elektrisk utrustning. Förare kan också ha svårt att bedöma avstånd eftersom fisheye-linsen inte har en processor för att rensa upp bilderna som Infiniti AVM-systemet gör.

Dessa är bara några av alternativen på marknaden idag. Säkerhetskopieringssensorer är ett mer kostnadseffektivt alternativ och erbjuder liknande säkerhetsfunktioner som backkameror utan den rejäla prislappen. Även om sensorer inte visar dig vad som finns bakom ditt fordon, hjälper de när du parkerar eller backar. Som vi kommer att se i nästa avsnitt kan reservsensorer vara mycket användbara, särskilt i ett område med många barn. Dolphin Sonarstep är riktad mot lastbilar och stadsjeepar och piper en varning och fångar visuellt förarens uppmärksamhet med varningslampor som blinkar när fordonet närmar sig ett föremål.

Kanske är det utanför ditt räckvidd att lägga ut flera hundra eller flera tusen dollar för ett bra backkamerasystem. Det kan bara vara en bra idé att skaffa en reservsensor, speciellt om du har ett större fordon med döda vinklar. Hur som helst kan det snart vara något alla måste tänka på. Fortsätt läsa för att ta reda på varför.

>Byta ut backspegeln?

U.S. National Highway Traffic Safety Administration uppskattar att mer än 180 dödsfall inträffar varje år till följd av back-over-olyckor, ofta med en förälder eller nära släkting bakom ratten. Majoriteten av dödsfallen är barn i åldrarna 12-23 månader, vilket fick många aktivister att söka sätt att begränsa dödsolyckor. Enbart under en månadsperiod under 2006 inträffade 15 registrerade dödsfall i back-over, varav 12 kom i händerna på en släkting [Kids and Cars].


Jan Greune/Getty Images
Backkameror kan ersätta granskningsspeglar i USA om Cameron Gulbransen Kids and Cars Safety Act går igenom.

Föräldrar stämmer Nissan för sin egen oaktsamhet
Den 9 oktober 2004 backade en man i Garland, Texas, sin två och ett halvt år gamla dotter när han försökte backa sin Infiniti SUV från hans uppfart. Olyckan lämnade familjen utan sin dotter. I kölvattnet av tragedin stämde familjen Nissan för ett hemligt belopp och citerade företaget som oaktsamt för att inte erbjuda backkameror som standardfunktion i alla sina fordon. På den tiden fanns kameror tillgängliga på M45, Q45, FX35/45 och QX56. Familjens advokat bestred att backkameror aldrig skulle vara valfria och att Nissan placerade kamerorna i ett annat fordon, så de borde ha placerat dem i den modell som familjen köpte. Kameran erbjöds för övrigt som tillval, men familjen valde att inte köpa uppgraderingen. [källa:Cervantes]

Som ett resultat kan backkameror snart bli en stapelvara i varje fordon. Framstående politiker som senator Hillary Clinton (D-N.Y.) har lobbat hårt för att beordra backkameror i alla bilar. Clinton, tillsammans med senator John Sununu (RN.H.), införde Cameron Gulbransen Kids and Cars Safety Act, som i praktiken skulle kräva backkameror i bilar 2010, 2005 och igen 2007. Lagförslaget har lagts på hyllan för senare diskussion.

Kostnaderna för att installera sådana kameror kan vara mer än vad konsumenterna kan bära. Beroende på tillverkare kan backup- och backkamerasystem variera från $455 på en Ford Expedition 2008 till $7 850 för paketet på en Mercedes-Benz R350 [källa:Wall Street Journal]. När det gäller R350 lägger Mercedes-Benz till ett paket med alternativ och får konsumenterna att behöva köpa saker som de kanske inte vill bara för att få något de gör.

För att läsa mer om backkameror och relaterade ämnen, inklusive en lista över biltillverkare som erbjuder dem i sina serier, kolla in länkarna på nästa sida.

>Mycket mer information

Relaterade HowStuffWorks-artiklar

  • Så fungerar webbkameror
  • Så fungerar LCD-skärmar
  • Så fungerar bilar
  • Så fungerar kameror
  • Så fungerar digitalkameror
  • Kan en bil verkligen vara dödssäker?
  • Vad är skillnaden mellan CCD- och CMOS-bildsensorer i en digitalkamera?

Fler bra länkar

  • Konsumentrapporter Granskning av fordonsbackuphjälpmedel
  • Barn och bilar
  • USA National Highway Traffic Safety Administration

Källor

  • Bob Atkins fotografi. "Synfält - rätlinjiga och Fisheye-linser." (10 juni 2008)
    http://www.bobatkins.com/photography/technical/field_of_view.html
  • Larv. "797B Gruvlastbil." (9 juni 2008)
    http://www.cat.com/cda/layout?f=151756&m=169215&x=7
  • Cervantes, Mike. "Man stämmer Nissan efter att ha kört över dottern." Automotive Articles.com. 2 december 2006. (19 juni 2008)
    http://www.automotivearticles.com/123/Man_Sues_Nissan_After_Running_Over_Daughter.shtml
  • Konsumentrapporter. "Bil backup kameror." Oktober 2007. (8 juni 2008)
    http://www.consumerreports.org/cro/cars/tires-auto-parts/auto-parts/autos-backup-systems-
    1004/overview /index.htm
  • Cunningham, Wayne. "2008 Infiniti EX35 Journey." CNET. 20 maj 2008. (10 juni 2008)
    http://reviews.cnet.com/suv/2008-infiniti-ex35-journey/
    4505-10868_7-33021418.html?tag=prod .txt.1
  • Flir Commercial Visions Systems B.V. "Flir Application Story:BMW inkorporerar värmekameror i sina bilar." (12 juni 2008)
    http://www.cvs.flir.com/docs/CVS/Market_Spaces/Vehicles/Documents/BMW_app_story.pdf
  • Intec Video Systems. "Brytning." (9 juni 2008)
    http://www.intecvideo.com/mining.php
  • Barn och bilar. (9 juni 2008)
    http://www.kidsandcars.org/
  • Barn och bilar. "Cameron Gulbransen Kids and Cars Safety Act från 2007 faktablad." (9 juni 2008)
    http://www.kidsandcars.org/legislation/factsheet.pdf
  • Markus, Frank. "Ny favorit Gizmo:360-graderskameror." Motor Trend. 2 juni 2008. (9 juni 2008)
    http://blogs.motortrend.com/6253821/gadgets/new-favorite-gizmo-360-degree-cameras/index.html
  • O'Donnell, Jayne och Carty, Sharon. "Hur kan man förhindra att barn dör tillbaka?" USA idag. 18 juli 2006. (11 juni 2008)
    http://www.usatoday.com/money/autos/2006-07-18-backover-usat_x.htm
  • Regn, Glady. "Barnsäkra bilar:Lagstiftande församling avser att göra bilar barnsäkra." Road and Travel Magazine. (10 juni 2008)
    http://www.roadandtravel.com/safetyandsecurity/teensandtots/2007/kid-safe-cars.htm
  • Walesiska, Jonathan. "En orsak till autodöd hos barn väcker ökad uppmärksamhet." Wall Street Journal online. 16 augusti 2007. (8 juni 2008)
    http:/online.wsj.com/public/article_print/SB118722792978699202.html