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Alt 12.07.2005, 06:25     #4
Albert   Albert ist offline
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CE-
Nachtsichttechnologien im Vergleich: FernInfraRot (FIR) vs. NahInfraRot (NIR).

Night Vision: zwei unterschiedliche Technologien am Markt.


Nachtsichtgeräte für den militärischen und zivilen Gebrauch existieren bereits seit geraumer Zeit. Zwei Technologien stehen einander aktuell gegenüber: NahInfraRot (NIR) und FernInfraRot (FIR). NIR und FIR unterscheiden sich zunächst durch das technische Verfahren, mit dem das Vorfeld des Fahrzeugs erfasst und in eine Bildinformation für den Fahrer umgesetzt wird:
  • NIR strahlt das Vorfeld des Fahrzeugs mit einer Infrarot-Lichtquelle an. Das von Objekten, der Straße und von Personen reflektierte Licht wird von einer Infrarot-Kamera aufgenommen, in einem Prozessor in ein Bild umgewandelt und auf einem Bildschirm dargestellt.
  • Bei FIR registriert eine Wärmebildkamera direkt die Abstrahlungswärme von Objekten und Personen, was eine separate Lichtquelle am Fahrzeug überflüssig macht. Diese Informationen werden dann ebenfalls über einen Prozessor in eine bildhafte Darstellung umgewandelt und am Bildschirm angezeigt.
FIR für den Einsatz im Fahrzeug besser geeignet.

Beide Technologien unterscheiden sich vor allem in der Art und Weise, wie Informationen aus der Umgebung am Bildschirm visualisiert werden. BMW hat sich bei Night Vision für ein weiterentwickeltes System auf Basis der FIR-Technologie entschieden. Dabei fiel die Wahl nach intensiven Systemvergleichen und direkten Vergleichsstudien auf FIR, da FIR dem Anspruch am besten gerecht wird, frühzeitig Personen und Objekte bei Dunkelheit am Bildschirm zu erkennen. FIR konzentriert sich dabei auf die wichtigsten Informationen und verzichtet auf ablenkende Details.

Prinzipielle Vorteile für FIR.

Die BMW Techniker erkannten zunächst prinzipbedingte Vorteile. So übertrifft die Reichweite von FIR basierten Night-Vision-Systemen jene anderer Techniken um bis zu 200 Prozent, NIR etwa erfasst im Wesentlichen nur den Bereich des konventionellen Fernlichts. Aufgrund der stärkeren Wärmeabstrahlung von Personen (Fußgänger, Radfahrer) und Tieren (Wildwechsel) gegenüber anderen Objekten (Gebäude, ruhender Verkehr, Straßenschilder etc.) betont die Darstellung des Wärmebilds die potenziell risikobehafteten Situationen im Straßenbild – mithin also genau jene Punkte, auf die BMW Night Vision die Aufmerksamkeit lenken will. An der Schnittstelle zum Fahrer bedeutet die symbolhafte Darstellung des Wärmebilds im Monitor eine Reduktion der Gesamtinformation und damit eine nochmalige Betonung der potenziell kritischen Punkte.

BMW nutzt als erster europäischer Premiumhersteller FIR-Technologie und entwickelt sie für mehr Kundennutzen weiter.

BMW hat die FIR-Technologie für den Einsatz im Fahrzeug weiterentwickelt und um einige nützliche Funktionen erweitert. Die verwendete Kamera hat mit 36 Grad einen deutlich größeren Aufnahmewinkel als die anderer Systeme (zwischen 12 und 18 Grad). Zusätzlich wird der am Monitor dargestellte Bildausschnitt dem Straßenverlauf bzw. dem Lenkwinkel nachgeführt (Panning). Des Weiteren ist für höhere Fahrgeschwindigkeiten ein digitaler Zoom aktivierbar, der weiter entfernte Objekte am Bildschirm vergrößert darstellt. Schließlich können im iDrive Menü Helligkeit, Kontrast und Bildschirmdarstellung individuell an die Wünsche des Fahrers angepasst werden. Aktiviert/Deaktiviert wird BMW Night Vision über einen Taster neben dem Lichtschalter.

Auch die Wissenschaft spricht eine klare Sprache.

In den einzelnen Technik- und Nutzenbereichen lassen sich die beiden Systeme NIR und FIR noch weiter voneinander abgrenzen. Dieser Systemvergleich geht im Kern auf eine Studie des Transportation Research Institute der University of Michigan (UMTRI) zurück, die im Dezember 2004 veröffentlicht wurde. UMTRI ist eine der führenden Forschungseinrichtungen im Bereich Transport und Verkehr, zu den Partnern von UMTRI zählen führende Automobilhersteller, aber auch zahlreiche namhafte Unternehmen der Zulieferindustrie. UMTRI hat einen wissenschaftlichen Vergleich von FIR- und NIR-Night-Vision-Systemen durchgeführt und dabei das Erkennen von Personen mit Hilfe dieser Systeme in den Mittelpunkt der Untersuchung gestellt.
  • FIR besteht aus weniger Bauteilen. Durch den Entfall der Lichtquelle des NIR-Systems bestehen FIR-Systeme aus weniger Bauteilen.
  • Mit FIR sieht man „weiter“: FIR-Systeme haben eine Reichweite von etwa 300 m, NIR im Schnitt 150 m. Entsprechend waren auch die Distanzen, auf die Personen von den Probanden der Studie erkannt wurden, bei FIR signifikant größer. Im Schnitt der UMTRI Untersuchung wurden Personen bei FIR auf einer Distanz von 165 m erkannt, bei NIR auf 59 m.
  • FIR lässt sich nicht „blenden“: NIR-Systeme sind empfindlich gegenüber Scheinwerfern des Gegenverkehrs, Ampellicht, Straßenbeleuchtung und stark reflektierenden Oberflächen wie Verkehrsschildern. Da NIR-Systeme Lichtwellen als Basis ihrer Bildinformationen verwenden, erscheinen besonders lichtintensive Objekte in der Nacht am Bildschirm auch grell, blitzen auf oder stellen sich als diffuser Lichtschein dar. Das gilt auch für die Lichtquelle des NIR-Systems, wenn sie von einem anderen NIR-System erfasst wird. NIR-Systeme sind demnach anfällig gegen Blendung. Umgekehrt zeigen FIR-Systeme nur Objekte die Wärme abstrahlen, und hier umso heller, je intensiver sie dies tun. In der Regel sind dies Menschen und Tiere, die dann auch markant abgehoben vom sonstigen Verkehrsgeschehen dargestellt werden.
  • FIR: Reduktion auf das Wesentliche. NIR-Systeme liefern ein vollständiges Abbild der jeweiligen Verkehrssituation. Das verzögert aber die Erkennung einer Person innerhalb dieses Gesamtbilds. Für andere Einsatzzwecke mag daher NIR besser als FIR geeignet sein, nicht aber für den Einsatz im Fahrzeug zur Erkennung von Personen. Aufgrund der symbolhaften Darstellung in FIR-Systemen (etwa vergleichbar einem Foto-Negativ) werden Informationen von NIR-Systemen von den Nutzern zunächst schneller verarbeitet, weil die FIR-Informationen als unnatürlich und als schwer zu verstehen empfunden werden. Nach einer Eingewöhnungsphase kehrt sich das um, die Informationsverarbeitungsgeschwindigkeit bei der Erkennung von Personen und Tieren wird bei FIR-Systemen höher.
Night Vision ersetzt nicht den Blick auf die Straße!

Night-Vision-Systeme entlasten den Fahrer durch Hinweise. Keinesfalls ersetzen sie den konzentrierten Blick auf die Straße; ebenso wenig sind solche Systeme allumfassend und machen die Beachtung aller Risiken und Gefahren des Straßenverkehrs überflüssig. Auch beeinflussen die Witterungsverhältnisse die Qualität der Bildausgabe – sowohl bei FIR als auch bei NIR. Regentropfen oder Nebel filtern beispielsweise Infrarotlicht, wodurch sich das Bild verschlechtert.

Bei der Benutzung von Night-Vision-Systemen sollte man sich immer den klar abgegrenzten Einsatzzweck vor Augen führen. So argumentiert UMTRI: „So, wie sich der Verkehr und die Unfälle in der Nacht darstellen, sollten Night-Vision-Systeme vor allem die Erkennbarkeit von Personen, Radfahrern und Tieren erhöhen.“
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