Фары, раздвигающие дождь

Что такое движение ночью во время дождя знает каждый дальнобойщик. Водная стена затрудняет видимость, более того, свет от обычных фар, отражаясь от капель, слепить водителя. Американские ученые нашли способ «раздвинуть» дождь, «убрать» его капли. Правда, пока вопрос решен лишь теоретически: технологически с ним придется возиться еще лет десять.

На сегодняшний день в поисках решения аналогичной проблемы пока найдено эффективное средство лишь против тумана: противотуманные фары. Принцип их действия основан на трех позициях. Во-первых, они расположены как можно ниже к дороге, чтобы луч пробивался между слоем тумана и шоссе; то есть, как бы нырять под туман – ведь у самой земли всегда есть небольшой зазор. Во-вторых, у пучка света должна быть очень четкая горизонтальная граница. Это необходимо для того, чтобы отражающийся от капель тумана или дождя свет не попадал выше установленного уровня и не слепил водителя. И, в-третьих, используется желтый цвет. Это мотивировано тем, что сильнее всего рассеивается свет наименьшей длиной волны, то есть синяя часть спектра. Светофильтр противотуманной фары как раз отрезает синюю часть спектра, оставляя более длинноволновую составляющую. Белый свет, из которого исключили синий, как раз и воспринимается глазом, как жёлтый.

Считается, что такие фары облегчают вождение и при дожде. Однако, их эффект в этом случае значительно снижается и заключается лишь в том, что отраженный свет не попадает в глаза водителя. Но они не улучшает видимость, так как под дождь уже не поднырнешь. Поэтому в темное время суток дождь становится одним из самых опасных факторов передвижения машины по трассе.

Как «раздвинуть» стену дождя

Ученые из университета Карнеги-Меллон (Питтсбург, штат Пенсильвания) под руководством профессора в области информационных технологий Сриниваса Нарасимхэн совместно с компанией «Intel». Демонстрационный вариант системы был представлен общественности во время проведения конференций «Microsoft Research и Research@Intel 2012».

Это достаточно сложная конструкция. Вот как она работает. Внутри фары размещается видеокамера, изображение от которой передается на центральный процессор системы в блок обработки. Программное обеспечение системы с высокой точностью определяет, в каких точках пространства будут находиться капли в каждый момент времени. Лучи света от фар автомобиля, которые осветили бы каждую каплю, автоматически отключаются, понижая уровень ослепительного отраженного света и оставляя лучи света, которые направлены только в промежутки между дождевыми каплями. Время обработки изображения с момента как его зафиксировала камера до того как его увидит водитель составляет около 13 миллисекунд.

Благодаря этому водитель видит в виде проекции «сухую» картинку, а капли дождя – только за ее пределами.

Дальность действия системы составляет три-четыре метра перед автомобилем. В этой зоне отраженный от капель свет особенно неприятен для глаз водителя, согласно данным полевых испытаний, проведенных с помощью автомобилей различных марок, двигавшихся на разных скоростях.

Экспериментально ученые испробовали свою технологию на «Toyota Plius». Они провели испытания системы, моделируя различные скорости движения автомобиля при разной интенсивности осадков. На низкой скорости, до 30 км/ч, система эффективно работала с точностью 70%, а на скорости 100 км/ч, точность работы системы падала до значения 15-20%. Но с учетом того, что даже при сильном проливном дожде на долю дождевых капель приходится 2-3% от объема воздуха, система умных фар может полностью скрыть все капли, находящиеся в зоне действия системы. Единственным недостатком этой системы, если это можно считать недостатком, является несущественное снижение яркости света фар автомобиля.

Тем не менее, перспективу серийного освоения идеи исследователи оценивают очень осторожно. Например, в комментариях «Intel» говорится, что в серию изобретение пойдет не ранее, чем лет через 10. Главную сложность, по их мнению, представляет модернизация самой фары.