ITTO990073A1

ITTO990073A1 - Sistema di visione ad infrarosso a doppia banda per autoveicoli.

Info

Publication number: ITTO990073A1
Authority: IT
Inventors: Piero Perlo; Sabino Sinesi; Piermario Repetto; Claudia Bigliati; Vito Lambertini
Original assignee: Fiat Ricerche
Priority date: 1999-02-02
Filing date: 1999-02-02
Publication date: 2000-08-02
Also published as: IT1307132B1; ES2211494T3; DE60007463T2; DE60007463D1; EP1026031A2; EP1026031B1; EP1026031A3

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Sistema di visione ad infrarosso a doppia banda per autoveicoli ''

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ai sistemi di visione ad infrarosso per autoveicoli, del tipo comprendente un dispositivo rilevatore di radiazione infrarossa, destinato ad essere montato sulla parte anteriore di un autoveicolo, includente mezzi sensori all'infrarosso, atti ad emettere segnali elettrici in funzione della radiazione rilevata, mezzi ottici di formazione di immagine per focalizzare l'immagine infrarossa della scena antistante il veicolo su detti mezzi sensori, mezzi elettronici di elaborazione dei segnali emessi dai mezzi sensori, e mezzi visualizzatori di immagine, controllati da detti mezzi elettronici.

I sistemi di visione ad infrarosso di tipo noto che sono stati realizzati fino ad ora sfruttano la radiazione infrarossa in una banda di lunghezze d'onda comprese fra 8 e 14 micron (finestra longwase LW) , che viene emessa spontaneamente in misura variabile da tutti gli oggetti della scena che si presenta di fronte all'autoveicolo. Tali sistemi noti non consentono di ottenere risultati ottimali, particolarmente in condizioni particolari, come ad esempio in caso di nebbia.

Lo scopo della presente invenzione è quello di proporre un nuovo sistema di visione ad infrarosso per autoveicoli che consenta di migliorare in tutte le condizioni, ed in particolare in presenza di nebbia fitta, la visione notturna.

In vista di raggiungere tale scopo, l’invenzione ha per oggetto un sistema di visione del tipo sopra specificato, caratterizzato dal fatto che i suddetti mezzi ottici di formazione di immagine sono atti a focalizzare sia radiazione infrarossa in una prima banda di lunghezze d'onda, corrispondente alla radiazione emessa spontaneamente dagli oggetti della scena che si presenta di fronte all'autoveicolo, sia radiazione infrarossa in una seconda banda di lunghezze d'onda, che è in parte emessa spontaneamente dagli oggetti della scena, in parte emessa da una sorgente di radiazione infrarossa facente parte del sistema di visione riflessa dagli oggetti antistanti il veicolo verso detto dispositivo rilevatore.

Come già indicato, la radiazione emessa spontaneamente dalla scena è compresa in una banda di lunghezze d’onda fra 8 e 14 micron (finestra longwase LW). In una forma preferita di attuazione dell'invenzione, la suddetta sorgente di radiazione infrarossa facente parte del sistema è atta ad emettere radiazione in una banda di lunghezze d'onda fra 3 e 5 micron (finestra midwase HW) . Tale radiazione viene riflessa dagli oggetti della scena e quindi rilevata dai mezzi sensori facenti parte del sistema secondo l'invenzione. Sempre secondo l’invenzione, i suddetti mezzi ottici di formazione di immagine comprendono due ottiche di formazione di immagine, combinate in modo da minimizzare la dispersione tra le due suddette bande di lunghezza d'onda ed un discriminatore per far giungere ai mezzi sensori alternativamente la radiazione nella prima banda e quella nella seconda banda (ad esempio di tipo rotante).

In una forma preferita di attuazione, i suddetti mezzi sensori sono costituiti da una matrice di sensori termici non raffreddati, di un tipo scelto fra sensori piroelettrici, bolometri resistivi, bolometri ferroelettrici, sensori termoelettrici di tipo convenzionale.

Sempre nel caso della forma preferita di attuazione, la suddetta sorgente di radiazione infrarossa è costituita da un proiettore dell'autoveicolo che presenta un elemento frontale almeno in parte trasparente alla radiazione infrarossa. In questo caso, il dispositivo rilevatore del sistema di visione secondo l'invenzione è incorporato nel suddetto proiettore dell 'autoveicolo.

L'elettronica di controllo facente parte del sistema secondo l'invenzione permette di leggere, interpretare e sovrapporre le immagini infrarosse nelle due bande raccolte dai sensori, presentando in uscita sui mezzi visualizzatori un'unica immagine infrarossa della scena. Il principale vantaggio del sistema secondo l'invenzione è che esso permette di sfruttare contemporaneamente la maggiore intensità dell'immagine IR nella finestra LW 8-14 ed il maggior contrasto dell'immagine IR nella finestra HW 3-5 nel campo di temperature di interesse.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno dalla descrizione che segue con riferimento ai disegni annessi, forniti a puro titolo di esempio non limitativo, in cui: la figura 1 è una vista schematica in sezione di un sistema di visione secondo l'invenzione,

la figura 2 è una vista frontale di un discriminatore rotante facente parte del sistema della figura 1, e

la figura 3 illustra una variante della figura 2.

Con riferimento alla figura 1, il numero 1 indica nel suo insieme un proiettore di autoveicolo comprendente un involucro rigido 2 all'interno del quale è disposto un proiettore 3 includente un riflettore parabolico 4 associato ad una lampada 5. Il numero di riferimento 6 indica l'elemento frontale trasparente del proiettore 3 che presenta, nel caso dell'esempio illustrato, finestre periferiche 7 trasparenti alla radiazione infrarossa. La lampada 5 è scelta in modo tale da emettere la radiazione infrarossa in una banda di lunghezze d'onda comprese fra 3 e 5 micron.

Il corpo 2 del proiettore 1 include anche un dispositivo rilevatore di infrarossi 8 includente mezzi sensori di infrarossi 9 costituiti da una matrice di sensori termici non raffreddati, ad esempio sensori piroelettrici o bolometri resistivi, o bolometri ferroelettrici, o sensori termoelettrici di tipo convenzionale, atti ad inviare ad una unità elettronica di elaborazione 10 segnali elettrici in funzione dell'immagine infrarossa rilevata. Il dispositivo rilevatore 8 comprende un sistema ottico di formazione di immagine 11 atto a focalizzare sui sensori 9 rispettivamente 1'immagine infrarossa nella banda di lunghezze d'onda comprese fra 3 e 5 micron (che viene riflessa dagli oggetti della scena antistante il veicolo) e la radiazione infrarossa nella banda di lunghezze d'onda comprese fra 8 e 14 micron, che viene emessa spontaneamente dagli oggetti della scena. Il dispositivo rilevatore 8 presenta frontalmente una finestra 13 trasparente alla radiazione infrarossa.

L'ottico di formazione di immagine 11 e la matrice di sensori 9 è interposto un discriminatore ottico rotante 14, di cui le figure 2, 3 illustrano due possibili realizzazioni. In entrambi i casi, tale discriminatore ottico 14 è costituito da un disco presentante settori A trasparenti alla radiazione infrarossa 8-14, settori B trasparenti alla radiazione infrarossa 3-5 e settori opachi C che dividono nettamente i settori A e B. Il discriminatore rotante 14 viene utilizzato per far giungere alternativamente ai mezzi sensori 9 la radiazione infrarossa 8-14 e la radiazione infrarossa 3-5. L’unità elettronica di controllo 10 è atta a leggere, interpretare e sovrapporre le immagini infrarosse nelle due bande raccolte dai sensori, presentando in uscita su un display 15 predisposto sulla plancia di guida dell'autoveicolo, o sullo stesso parabrezza, secondo una tecnologia di tipo "HEAD UP" un'unica immagine infrarossa della scena. Come già sopra indicato, il principale vantaggio del dispositivo è che esso permette di sfruttare contemporaneamente la maggiore intensità dell'immagine IR 8-14 e di maggior contrasto dell'immagine IR 3-5.

La sorgente di radiazione IR 3-5 potrebbe anche essere una sorgente dedicata, distinta dal proiettore dell'autoveicolo.

Naturalmente, fermo restando al principio del trovato, i particolari di costruzione e le forme di attuazione potranno ampiamente variare rispetto a quanto descritto ed illustrato a puro titolo di esempio, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Sistema di visione ad infrarosso per autoveicoli, comprendente un dispositivo rilevatore (8) di radiazione infrarossa, destinato ad essere montato sulla parte anteriore di un autoveicolo, includente mezzi sensori (9) all'infrarosso, atti ad emettere segnali elettrici in funzione della radiazione rilevata, mezzi ottici (8) di formazione di immagine, per focalizzare l'immagine infrarossa della scena antistante il veicolo su detti mezzi sensori (9), mezzi elettronici (10) di elaborazione dei segnali emessi dai mezzi sensori (9), e mezzi visualizzatori di immagine (15) controllati da detti mezzi elettronici (10), caratterizzato dal fatto che detti mezzi ottici (8) di formazione di immagine sono atti a focalizzare sia radiazione infrarossa in una prima banda di lunghezze d'onda, corrispondente alla radiazione emessa spontaneamente dagli oggetti della scena che si presenta di fronte all'autoveicolo, sia radiazione infrarossa in una seconda banda di lunghezze d'onda, che è in parte emessa spontaneamente dagli oggetti della scena ed in parte è emessa da una sorgente (5) di radiazione infrarossa facente parte di detto sistema (1), che viene riflessa dagli oggetti antistanti il veicolo verso detto dispositivo rilevatore (8).
2. Sistema di visione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i mezzi ottici (8) di formazione di immagine comprendono due ottiche (11, 12) di formazione di immagine combinate in modo da minimizzare la dispersione tra le due suddette bande di lunghezze d'onda, ed un discriminatore rotante (14) per far giungere ai mezzi sensori (9) alternativamente la radiazione nella prima banda e quella nella seconda banda.
3. Sistema di visione secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che i mezzi sensori (9) sono una matrice di sensori termici non raffreddati di un tipo scelto fra sensori piroelettrici, bolometri resistivi, bolometri ferroelettrici, sensori termoelettrici convenzionali.
4. Sistema di visione secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che detta prima banda include lunghezze d'onda comprese fra 8 e 14 micron.
5. Sistema di visione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta seconda banda comprende lunghezze d'onda comprese fra 3 e 5 micron.
6. Sistema di visione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta sorgente (5) di radiazione infrarossa è costituita da un proiettore (3) dell'autoveicolo, che presenta un elemento frontale (6) almeno parte (7) del quale è trasparente a detta radiazione infrarossa.
7. Sistema di visione secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che l'elettronica di controllo facente parte del sistema secondo l'invenzione permette di leggere, interpretare e sovrapporre le immagini infrarosse nelle due bande raccolte dai sensori, presentando in uscita sui mezzi visualizzatori un’unica immagine infrarossa della scena. Il tutto sostanzialmente come descritto ed illustrato e per gli scopi specificati.