Исследователи из Карнеги-Меллона разработали для автомобилей новую систему головного света. Обычные фары они заменили на цифровой проектор, на котором изображение формируется при помощи микропроцессора и специальной видеокамеры. Проектор освещает дорогу перед автомобилем так, что снежинки и капли не попадают в световые лучи, что намного улучшает видимость пути.



Все водители знают, как сложно ехать в плохую погоду, причем проблема даже не столько в скользком дорожном покрытии, сколько в том, что значительная часть света пар уходит на снежинки и капли дождя, так что водитель видит только сплошную стену осадков, а не освещенную дорогу. Группа ученых под руководством Сриванаса Нарасимхана разработала автомобильную систему освещения, которая освещает только дорожное покрытие, оставляя невидимыми частицы снега и дождя.



Основные элементы новой системы – цифровой проектор, играющий роль фар, и скоростная видеокамера, которая при помощи светоделящей полупрозрачной пластины точно снимает световое поле. Когда частицы осадков оказываются в поле зрения проектора с камерой, то их изображение попадает на компьютер, который рассчитывает скорость и траекторию движения каждой из них. Затем проектор выборочно затемняет на матрице точки так, чтобы свет не попадал на снежинки и капли. Осадки продолжают падать, но свет фар перестает отражаться от них в глаза человека, сидящего за рулем.



Результаты эксперимента с этой системой освещения показали, что камера позволяет эффективно отслеживать частицы осадков в 3-4 метрах от источника света. На новые капли, попавшие в поле действия проектора и камеры, система реагирует за 13 миллисекунд – это время, необходимое для выключения освещения на рассчитанной траектории капли.



«Цифровые пары» позволяют скрыть до 70% снежинок и капель дождя при движении автомобиля в бурю со скоростью 30 км/ч. Если скорость возрастает до 100 км/ч, то процент скрытых осадков уменьшается на 15-20%.



Следует отметить, что постоянное выключение в проекторе различных ячеек, позволяющее затемнить осадки, уменьшает общую яркость освещения пути. Тем не менее, преимущества новой системы с лихвой окупают небольшое снижение яркости. Даже во время проливного дождя капли составляют около 3% объема воздуха, поэтому теоретически снижение яркости не должно превышать этих 3%.