Что такое матричные фары, устройство и принцип работы

Уникальные светодиодные матричные фары –инновационная система освещения!

Светодиодные матричные фары с адаптируемыми параметрами обеспечивают непревзойденную функциональность автомобильного освещения.

Совместно разработанная HELLA и Volkswagen система фар на базе светодиодной матрицы –мощная и функциональная система освещения на рынке .

Инновационная система освещения для нового внедорожника класса люкс, которую Volkswagen предложит водителям, называется IQ.LIGHT — LED Matrix Headlamps. Благодаря индивидуальному управлению диодами световой матрицы обеспечивается не только мощный световой поток, но и высокая точность его распределения и регулирования. Количество индивидуально управляемых светодиодов достигает 128 штук. По сравнению с традиционными системами автомобильного освещения светодиодная система IQ.LIGHT позволяет значительно повысить безопасность и комфорт вождения. Ведь с системой фар на базе светодиодной матрицы водители имеют гораздо более четкую картину дорожной обстановки и намного раньше видят возможные препятствия.

Светодиодные фары состоят из индивидуально управляемых светодиодов, образующих адаптивную световую матрицу с модулями ближнего и дальнего света, которые входят в единую электрическую цепь. При необходимости применяется режим индивидуального управления светодиодами. Модуль ближнего света состоит из 48 светодиодов. Количество светодиодов в модуле дальнего света – 27. Именно эти 75 светодиодных модулей ближнего и дальнего света формируют адаптивный световой поток системы освещения. Дополнительные 53 светодиода обеспечивают такие функции как освещение непосредственно перед автомобилем, поворотный свет, дневной ходовой и позиционный свет, а также индикацию поворота.

В этом году премия «Мировые Автомобильные Компоненты» впервые ввела номинацию «Фары головного освещения», в которой победителем стала – HELLA, и, по мнению экспертов, и по выбору потребителя. Уверенные позиции компании и бренда, инновационные разработки подтверждают, что премия получена заслуженно.

Каждый из светодиодов активируется соответствующим блоком управления, который анализирует сигналы, поступающие от передней камеры, а также данные цифровой карты и координаты от блока GPS. Кроме того, учитываются такие параметры как угол поворота автомобиля и скорость движения. За счет анализа всех этих данных система за доли секунды идеально адаптирует характеристики освещения дороги и прилегающей местности.

Динамическая адаптация освещения не только обеспечивает индивидуальное управление светодиодными фарами, каждая из которых может включаться и выключаться независимо от других, но и позволяет регулировать параметры освещения в зависимости от конкретной местности, окружающей обстановки и дорожной ситуации. Система освещения автомобиля получает множество различных сигналов от устройств и систем. Это позволяет автомобилю «узнавать», где он находится: в городе, на грунтовой дороге за городом, на шоссе или на пересеченной местности, а также определять примерные координаты других участников дорожного движения. Благодаря точной адаптации светового потока и его компонентов система фар со светодиодной матрицей позволяет никогда не ослеплять других водителей и участников движения. Поэтому при максимально высоком качестве освещения и комфорте для водителя автомобиль не мешает другим водителям и пешеходам. Адаптируемая система защищает от ослепления и самих водителей . Перед попаданием света фар на дорожные знаки видеокамера автомобиля посылает в систему освещения сигнал о временном снижении яркости света от светодиодов. Высокоточная система позволяет нивелировать даже свет, отражаемый от мокрой поверхности дороги. Кроме того, водители обязательно оценят более высокую мощность освещения, которую обеспечивает новое световое решение.

Разновидность функций освещения в матричной оптике

Чем сложней устроена конструкция оптики, тем больше функций она может выполнять. В матричной оптики насчитывают девять разновидностей функций освещения:

постоянный дальний свет;
освещение для автомагистралей;
ближнее освещение;
адаптивное освещение;
освещение на перекрестках;
освещение в любую погоду;
подсвечивание пешеходов;
адаптивное динамическое освещение;
динамический указатель поворотов.

Список не малый как видим, рассмотрим по каждому пункту отдельно, как устроен и принцип освещения.

Полисегментальный дальний свет позволит водителю двигаться с постоянным включенным дальним светом. В таком случае будут задействованы 25 отдельных светодиодов дальнего света. Так же будет задействована видеокамера, которая в темное время суток следит за встречными и попутными автомобилями по их свету фар. Как только обнаружен автомобиль, блок управления выключает часть светодиодов, которые направлены на движущийся автомобиль. Свободное пространство дороги будет освещаться в прежнем виде. Для уменьшения ослепления водителей яркость оставшегося блока матричной оптики будет уменьшена. По данным с паспорта, блок управления матричных фар одновременно может распознать до восьми автомобилей.

Свет для движения по автомагистрали основывается на полученную информацию с навигационной системы. Адаптивная система сужает конус дальнего света матричных фар, таким образом, чтоб максимально направить вперед и сделать удобной для других водителей.

Ближнее освещение имеет традиционную форму, средняя часть дороги освещается меньше, а вот боковая часть и обочина больше. При этом матричная оптика направляется вниз в зависимости от рельефа дороги и населенного пункта.

Адаптивный свет направлен на лучшее освещение машины спереди и сбоку во время выполнения маневра поворота. В таком случае система матричных фар в каждой из фар задействует по три светодиода, которые включаются или выключаются при повороте руля или срабатывании поворотов.

Освещение перекрестков предназначено для освещения перекрестков при приближении к ним. В этом случае для матричных фар так же задействована навигационная система, на основе информации которой и определяется перекресток.

Всепогодное освещение из самого названия говорит о том, что при движении в плохих погодных условиях (туман, дождь, снег) будет меняется качество освещения. Блок управления настроить светодиоды матричной оптики таким образом, чтоб избежать ослепления от своих же фар. Интенсивность светодиодов матричной фары будет меняться в зависимости от видимости.

Подсвечивание пешеходов в матричных фарах реализовано на высоком уровне. В случае обнаружения пешехода с помощью камеры и системы ночного виденья, на обочине или опасной близости от нее оптика будет троекратно сигнализировать дальним светом об этом. Тем самым предупреждать как водителя, так и пешехода.

Динамическое адаптивное освещение это предпоследний вариант в матричных фарах. Суть его работы направлена на освещение дороги во время поворота. Поворачивая рулевое колесо, яркость светового пучка перенаправляется с центральной части в сторону поворота. То есть одна часть светодиодов становится тусклее, другая ярче.

Динамический указатель поворотов матричных фар рассчитан на управляемое движение светодиодов в направлении поворота. Таким образом, 30 последовательных светодиодов оптики включаются последовательно с периодичностью в 150 мс. Со стороны это не только красиво выглядит, но и дает больше информации о том или этом маневре автомобиля.

Многие производители уже готовят свои автомобили под внедрение подобной технологии матричной оптики, но насколько это удастся, пока никто не может сказать. На данный момент компания Audi является единственным правообладателем подобной технологии в оптике и захочет ли она делиться с другими производителями остается под вопросом.

Видео о принципе работы матричной оптики и её строении:

Расширяем значение

Стоит отметить, что под матричными фарами подразумевается не только головные устройства освещения.

Это целая система в которую входят матричные модули света:

Дальнего;
Ближнего;
Ходовых огней;
Габаритных огней;
Указателей поворота;
Дизайнерское освещение.

А также:

Электронный блок управления;
Система ночного видения;
Датчики;
Вентилятор с воздуховодом;
Пластиковый корпус;
Рассеиватель.

Все это работает в комплексе с видеокамерой, с системой навигации, приборами ночного видения, а также с датчиками: угла поворота руля, дождя, дорожного подсвета, датчика освещения и других.

Включение системы освещения по матричной технологии происходит автоматически при достижении автомобилем скорости:

В городе 60 км/ч;
За городом 30 км/ч.

Автомобильные новости

Весь прошлый выпуск мы посвятили автосалону в Шанхае. Однако в дебютные дни мероприятия не все производители успели представить свои новинки — к примеру, кроссовер SEM DX7 был показан немного позже, поэтому в обзор мотор-шоу он не вошел. Мы бы не заметили потери бойца, если бы не оригинальный внешний вид автомобиля.

Зачастую китайские машины выглядят по меньшей мере вторично. Нередко производители из Поднебесной без стеснения копируют известные модели мировых брендов, хотя стоит признать, что за последнее десятилетие визуальная часть местных автомобилей сделала качественный скачок. SEM DX7 тоже отлично выглядит, но при этом никому не подражает. Однако это заслуга не китайцев, а итальянцев: паркетник нарисован в известном ателье Pininfarina.

В китайской автомобильной промышленности сложилась парадоксальная ситуация с дизайном легковушек. Всем очевидно, что местным производителям далеко не всегда удается создать опрятный облик автомобилей собственными силами. Иногда китайцы обращаются за помощью к европейским дизайнерам, но это случается довольно редко. Вместе с тем в Италии и некоторых других развитых странах на грани банкротства балансируют всемирно известные дизайн-студии с вековой историей. Разумеется, и они порой рисуют весьма причудливые машины, однако это все же лучше безликого копирования. У китайских гигантов есть деньги для покупки западных производителей, но нет желания выкупить знаменитые студии фактически за бесценок. Вот и ателье Pininfarina давно демонстрирует далеко не лучшие финансовые показатели. К счастью, в скором времени итальянцы будут спасены от финансовой пропасти: индийская компания Mahindra & Mahindra вот-вот купит студию.

В целом дизайн SEM DX7 соответствует современным веяниям. На боках кроссовера присутствуют волны с ярко выраженным рельефом. Подобные экспрессивные элементы содержатся, например, в облике паркетника Nissan Murano. Некоторое сходство с японским автомобилем можно обнаружить и в оформлении задней стойки крыши. Однако SEM DX7 будет заметно компактнее: общая длина кузова составит 4537 мм при колесной базе 2700 мм. Точные технические параметры пока не публикуются, однако автомобиль предполагается оснащать турбированными бензиновыми двигателями объемом 1,5 и 2 литра.

Компания SEM в течение долгого времени сотрудничает с Mitsubishi. В рамках совместного предприятия в Китае осуществляется сборка ряда японских моделей. Это позволяет предположить, что в SEM DX7 использована платформа кроссовера Mitsubishi Outlander прошлого поколения.

Какие производители применяют подобные фары

Автопроизводители стараются активно внедрять новые решения в свою технику. И если говорить о матричных фарах, то на текущий момент их использует ряд компаний:

Matrix Beam от Opel, которая корректирует работу оптики исходя из погодных условий, скорости и маршрута движения, загруженности транспорта.
Matrix LED от Audi устанавливается только в новые автомобили марки A8. Технология доступна исключительно для дорогих машин.
Светодиодные матричные фары от Volkswagen IQ Light — каждое устройство состоит из 128 светодиодов. Работоспособность освещения гарантирует интеллектуальная система, приспособленная к любым режимам движения.

Технология матричной оптики Opel Matrix Beam

Электронный блок управления

Электронный блок управления состоит из:

Непосредственно из компьютерного блока (мозг системы);
Входные устройства, которые дают исходную информацию;
Исполнительные элементы, которые непосредственно выполняют нужные действия (дополнительные электронные устройства).

Как уже отмечалось выше к входным устройствам относятся приборы, благодаря которым блок управления получает:

Внешние визуальные данные, как днем, так и ночью (видеокамера, прибор ночного видения);
GPS координаты, наличие поворота, спуска или подъема, данные об общем рельефе местности (навигатор);
Другие данные, которые получаются благодаря различным датчикам.

Блок управления принимает исходную информацию, обрабатывает ее, и в зависимости от дорожной обстановки, дает необходимые команды на исполнительные элементы.

Исполнительные элементы представляют из себя не те, привычные нам рычаги, тяги, тросики и т.д.

Это электронные приборы, которые перенаправляют полученный электрический сигнал от блока управления на определенные блоки светодиодов, тем самым регулируя поток света в нужном для водителя направлении.

Благодаря внедрению матричной технологии фар, стали доступны функции, которые трудно реализуемы на автомобилях с другими типами осветительных приборов.

К данным функциям относится:

Изменение направления светового потока;
Указатели поворотов, работающие в динамическом режиме;
Распознавание автомобилей и автоматическое уменьшение интенсивности их освещения;
Распознавание и подсвечивание пешеходов, животных, дорожных знаков;
Самоприспосабливающееся освещение поворотов.

Основное предназначение данной функции, это предотвращение ослепления водителей, которые движутся как в попутном, так и во встречном направлениях.

Как Вы уже догадались она работает в темное время суток и выявление автомобиля происходит с помощью специальной видеокамеры по его источникам света.

Однако на некоторых автомобилях впереди может стоять специальный радар, который также фиксирует расположение других машин на дороге.

При обнаружении транспортного средства система автоматически отключает те светодиоды, потоки света от которых максимально направлены на машину.

Чем ближе к Вам машина, тем больше направленных на нее светодиодов отключается, но при этом освещенность окружающего пространства остаётся неизменным.

Работа системы рассчитана на определение до 8 автомобилей, что вполне достаточно.

Работа этой функции зависит от наличия в автомобиля системы ночного видения. Если на автомобиле уже стоят матричные фары при его покупке в автосалоне, то такая система уже должна быть предусмотрена заводом производителем.

Система ночного видения охватывает большой угол обзора, благодаря этому придорожное пространство хорошо просматривается. При выявлении людей или животных фары автоматически начинают мигать три раза в режиме дальнего света.

При выявлении дорожного знака, световой пучок фокусируется на нем, и проблема распознавания знака ночью отпадает сама собой.

Благодаря этому повышается внимание как водителя, так и пешехода, а это безопасность на дороге

Разновидность функций освещения в матричной оптике

Чем сложней устроена конструкция оптики, тем больше функций она может выполнять. В матричной оптики насчитывают девять разновидностей функций освещения:

постоянный дальний свет;
освещение для автомагистралей;
ближнее освещение;
адаптивное освещение;
освещение на перекрестках;
освещение в любую погоду;
подсвечивание пешеходов;
адаптивное динамическое освещение;
динамический указатель поворотов.