Automobilio galinio vaizdo kameros

Kodėl atgal važiuoti tapo daug saugiau

Prisimenu, kaip mano tėvas senajame „Volkswagen” pasitikdavo vien veidrodėliais ir intuicija, kai reikėdavo įsukti į siaurą garažą ar parkuotis užkampio parduotuvėje. Dažnai išlipdavo iš automobilio, apžiūrėdavo situaciją, vėl įlipdavo, bandydavo dar kartą. Šiandien tokios scenos atrodo beveik archaiškai – galinės kameros tapo įprastu dalyku net vidutinės klasės automobiliuose. Bet kaip iš tikrųjų veikia šis įrenginys, kuris atrodytų turėjęs atsirasti dar prieš dešimtmečius?

Automobilio galinio vaizdo kamera – tai ne tik paprastas objektyvas, pritvirtintas prie bagažinės dangčio. Tai sudėtinga sistema, apimanti optiką, vaizdo apdorojimą, signalų perdavimą ir integravimą su automobilio elektronika. Kai įjungiate užpakalinę pavarą, sistema automatiškai aktyvuojasi, ekrane rodydama tai, kas vyksta už jūsų automobilio. Tačiau šis procesas apima gerokai daugiau technologijų, nei galėtume pagalvoti.

Nuo idėjos iki prietaisų skydelio

Pirmosios bandymai sukurti galinio vaizdo sistemas prasidėjo dar XX amžiaus aštuntajame dešimtmetyje. Buick 1956 metais net pristatė koncepcinį modelį su galinio vaizdo kamera ir televizoriumi prietaisų skydelyje, tačiau tai buvo greičiau marketingo triukas nei praktiškas sprendimas. Technologijos tuomet buvo per brangios, per didelės ir per nepatikimos.

Tikrasis proveržis įvyko 1991 metais, kai Toyota pristatė pirmąjį serijinį automobilį su galinio vaizdo kamera – tai buvo minivenas „Soarer”. Japonijoje, kur gatvės siauros, o parkavimo vietos minimalios, tokia technologija turėjo praktinę prasmę. Tačiau sistema buvo brangi ir sudėtinga, todėl plačiau nepaplito.

Situacija pasikeitė XXI amžiaus pradžioje, kai skaitmeninės kameros tapo kompaktiškesnės ir pigesnės. 2002 metais „Nissan” pristatė „Around View Monitor” sistemą, kuri naudojo keturias kameras ir sukūrė virtualų automobilio vaizdą iš viršaus. Tai buvo revoliucija – vairuotojas galėjo matyti automobilį tarsi iš paukščio skrydžio.

Kaip objektyvas mato tai, ko mes nematome

Šiuolaikinė galinio vaizdo kamera naudoja plataus kampo objektyvą – paprastai apimantį nuo 120 iki 180 laipsnių. Tai reiškia, kad kamera mato daug platesnę zoną nei įprastas žmogaus regėjimas. Dėl šio plataus kampo vaizdas ekrane atrodo šiek tiek iškreiptas – objektai kraštuose gali atrodyti toliau, nei yra iš tikrųjų.

Pats objektyvas yra specialiai pritaikytas automobilių naudojimui. Jis turi atlaikyti temperatūros svyravimus nuo -40 iki +85 laipsnių Celsijaus, vibraciją, drėgmę, purslus, dulkes ir kartais netgi tiesioginius smūgius plovimo mašinose. Todėl objektyvo stiklas yra kietintas, o korpusas – sandariai uždaras.

Už objektyvo slypi vaizdo jutiklis – paprastai tai CMOS tipo matrica. Ji paverčia šviesos signalus į elektrinius impulsus, kurie vėliau tampa skaitmeniniu vaizdu. Šiuolaikinės kameros turi raišką nuo 480p iki 1080p, o prabangesnėse sistemose net ir 4K. Tačiau didesnė raiška ne visada reiškia geresnį vaizdą – svarbu, kaip sistema apdoroja signalą esant prastiems apšvietimo sąlygoms.

Kai tamsu ir šlapia – technologijos iššūkis

Viena didžiausių problemų, su kuria susiduria galinio vaizdo kameros, yra prastas apšvietimas. Nakties metu ar tamsoje garažuose paprastas objektyvas nematytų beveik nieko. Todėl šiuolaikinės sistemos naudoja kelis sprendimus.

Pirma, daugelis kamerų turi infraraudonųjų spindulių (IR) diodus, kurie apšviečia zoną už automobilio nematoma žmogaus akiai šviesa. Kamera šią šviesą mato ir sukuria vaizdą net visiškoj tamsoj. Kiti gamintojai naudoja labai jautrius vaizdo jutiklius, kurie gali „matyti” esant minimaliam apšvietimui.

Antra problema – vanduo ir purvas ant objektyvo. Kai važiuojate lietuje ar per balas, objektyvas greitai apsidengia purslais. Kai kurios sistemos turi specialius vandens atstūmimo dangus, kiti gamintojai įrengia miniatiūrinius plovimo purkštukus. Prabangesnėse sistemose net yra oro pūtimo mechanizmai, kurie nupučia vandenį ir dulkes.

Nuo kameros iki ekrano – signalo kelionė

Kai kamera užfiksuoja vaizdą, jis turi pasiekti ekraną prietaisų skydelyje ar centriniame pulte. Šis procesas vyksta labai greitai – vėlinimas tarp realaus vaizdo ir ekrane rodomo turėtų būti mažesnis nei 100 milisekundžių. Didesnis vėlinimas būtų pavojingas, nes vairuotojas matytų jau pasenusią situaciją.

Signalas keliauja specialiais ekranuotais laidais, apsaugotais nuo elektromagnetinių trukdžių. Automobilis pilnas įvairių elektroninių sistemų, kurios gali trikdyti signalą, todėl apsauga yra būtina. Kai kuriose naujesnėse sistemose naudojamas skaitmeninis signalo perdavimas, kuris yra atsparesnis trukdžiams nei analoginis.

Prieš patekdamas į ekraną, vaizdas pereina per procesorių, kuris atlieka kelis svarbius veiksmus. Pirma, jis koreguoja vaizdo iškreipimą, kurį sukuria plataus kampo objektyvas. Antra, jis prideda pagalbinius elementus – parkavimo linijas, atstumo žymenis, įspėjimus apie kliūtis. Trečia, jis reguliuoja ryškumą, kontrastą ir spalvas, kad vaizdas būtų kuo aiškesnis.

Tos naudingos linijos ekrane

Beveik visos galinio vaizdo kameros rodo ekrane spalvotas linijas – paprastai žalias, geltonas ir raudonas. Šios linijos nėra atsitiktinės – jos rodo numatomą automobilio trajektoriją ir atstumą iki kliūčių.

Žalios linijos paprastai rodo saugią zoną – kur automobilis tikrai neatsitrenks. Geltonos linijos žymi atsargumo zoną – čia jau reikia būti budriam. Raudonos linijos rodo pavojingą zoną – jei matote kliūtį šioje zonoje, stabdykite nedelsiant.

Kai kurios pažangesnės sistemos turi dinaminius žymenis, kurie keičiasi priklausomai nuo vairo padėties. Kai sukate vairą į kairę, linijos ekrane taip pat linksta į kairę, rodydamos tikslią trajektoriją, kuria važiuos automobilis. Tai neįtikėtinai naudinga parkuojantis siaurose vietose ar manevruojant tarp kliūčių.

Kai kamera mato daugiau nei mes

Šiuolaikinės galinio vaizdo sistemos jau seniai peržengė paprastos kameros ribas. Jos tapo dalimi sudėtingų saugos sistemų, kurios gali ne tik rodyti, bet ir analizuoti situaciją.

Kryžminio eismo įspėjimas – viena tokių funkcijų. Kai važiuojate atgal iš parkavimo vietos, sistema stebi šonus ir gali aptikti artėjančius automobilius ar pėsčiuosius, kuriuos jūs dar nematote. Sistema įspėja garsiniu signalu ir vaizdiniu įspėjimu ekrane, o kai kuriose sistemose net automatiškai sustabdo automobilį.

Kita funkcija – kliūčių aptikimas. Sistema analizuoja vaizdo pokyčius ir gali aptikti objektus už automobilio. Kai artėjate prie kliūties, sistema įspėja vis intensyviau, o kai kuriose sistemose net rodo tikslų atstumą centimetrais.

Pažangiausiose sistemose yra net pėsčiųjų atpažinimas. Dirbtinio intelekto algoritmai analizuoja vaizdą ir gali atskirti žmogų nuo kito objekto. Jei sistema aptinka pėstįjį pavojingoje zonoje, ji reaguoja daug greičiau ir intensyviau nei į įprastą kliūtį.

Ką daryti, kai sistema neveikia arba veikia blogai

Net ir patikimiausios sistemos kartais gali sukelti problemų. Dažniausia problema – nešvarus objektyvas. Tai gali atrodyti banaliai, bet net plona purvo ar vandens plėvelė gali dramatiškai pabloginti vaizdo kokybę. Reguliariai valykite objektyvą minkšta šluoste – tai turėtų būti dalis įprastinės automobilio priežiūros.

Jei vaizdas ekrane mirgėja, yra iškraipytas arba visai neatsiranda, problema gali būti signalo perdavime. Patikrinkite laidų jungtis – kartais jos atsijungia ar suoksiduoja, ypač senesniuose automobiliuose. Jei patys negalite rasti problemos, geriau kreipkitės į specialistus – elektros sistemos automobiliuose yra sudėtingos.

Kai kurie vairuotojai skundžiasi, kad kamera rodo vaizdą su vėlavimu. Tai gali būti normalu senesnėse sistemose, tačiau jei vėlavimas viršija pusę sekundės, tai jau problema. Dažniausiai tai reiškia, kad vaizdo procesorius nebeveikia tinkamai arba yra programinės įrangos klaida. Naujinimai gamintojo servise gali išspręsti šią problemą.

Ar galima įsirengti pačiam ir ar verta

Jei jūsų automobilis neturi gamyklinės galinio vaizdo kameros, galite įsirengti papildomą sistemą. Rinkoje yra daugybė variantų – nuo pigių kinų gamybos komplektų už 30-50 eurų iki profesionalių sistemų už kelis šimtus eurų.

Pigesnės sistemos paprastai turi prastos kokybės vaizdą, ypač esant prastiems apšvietimo sąlygoms. Jos dažnai veikia nepatikimai, greitai genda, o jų montavimas gali sukelti problemų su automobilio elektros sistema. Jei nuspręsite įsirengti pigią sistemą, būkite pasirengę, kad ji gali tarnauti tik sezoną ar du.

Vidutinės klasės sistemos (100-200 eurų) paprastai jau turi priimtiną vaizdo kokybę ir patikimumą. Jos dažniausiai komplektuojamos su ekranu, kuris montuojamas vietoj salono veidrodėlio arba ant prietaisų skydelio. Montavimas nėra labai sudėtingas – reikia pritvirtinti kamerą, nutiesti laidus ir prijungti prie užpakalinės pavaros žibinto elektros grandinės.

Brangesnės sistemos (nuo 300 eurų) gali turėti kelias kameras, integravimą su automobilio multimedijos sistema, parkavimo jutiklius ir kitas pažangias funkcijas. Tokias sistemas geriau montuoti profesionalams, nes jos reikalauja sudėtingesnės integracijos su automobilio elektronika.

Kai technologija tampa įpratimu ir atsakomybe

Galinio vaizdo kamera neabejotinai yra viena naudingesnių automobilių technologijų, atsiradusių per pastaruosius dešimtmečius. Ji padeda išvengti nelaimingų atsitikimų, palengvina parkavimąsi ir sumažina stresą vairuotojams. Statistika rodo, kad automobiliuose su galinėmis kameromis avarijų atgal važiuojant sumažėja apie 40 procentų.

Tačiau svarbu nepamiršti, kad kamera yra tik pagalbinė priemonė, o ne vairuotojo pakeitimas. Ji turi aklųjų zonų, gali būti nešvari ar sugedusi, o vaizdo interpretavimas vis dar reikalauja žmogaus sprendimo. Veidrodėliai, apsisukimas ir tiesioginis žvilgsnis per petį vis dar yra būtini saugiam manevravimui.

Technologijos tobulėja – jau dabar rinkoje atsiranda sistemos su dirbtiniu intelektu, kurios ne tik rodo vaizdą, bet ir aktyviai padeda vairuoti. Ateityje galinio vaizdo kameros taps dar protingesnės, integruotos su autonominio vairavimo sistemomis. Bet kol kas jos lieka tuo, kuo ir turėtų būti – patikimu vairuotojo pagalbininku, kuris padeda saugiai pasiekti tikslą.