Лазерные фары — будущее автосвета?
Вспомним, еще недавно, ксеноновые фары были верхом совершенства для обычных автовладельцев, а светодиодные были только в некоторых гиперкарах и у выставочных прототипов. Но время не стоит на месте, и вот уже первые производители пускают в серию фары, которые они называют лазерными. На самом деле это конечно не полноценная реализация технологии лазера, а всего лишь «костыль», промежуточная версия перед реализацией полного потенциала, который дает эта технология.
Как работают «Лазерные фары» у современных машин?
Текущая реализация лазерных фар у автомобилей вроде топовых BMW 7 серии, берет от технологии только малую часть возможностей — когерентное излучение. То есть простыми словами, если традиционные источники света дают полный спектр от инфракрасного до ультрафиолетового, то излучение лазера можно получить строго нужного цвета без траты энергии на лишние участки спектра, невидимые человеческому глазу.
Лазер в таких фарах это не источник света, а источник энергообеспечения, а за свет по прежнему отвечает люминофорное покрытие, которое под светом лазерного луча дает яркий белый свет. Но даже эта технология при том же потреблении энергии дает значительно больше света, чем диодные или ксеноновые фары.
Что же может дать технология лазеров в будущем?
Основной плюс лазера помимо когерентного излучения состоит в том, что с его помощью можно управлять лучом и формировать перед водителем не пучок света, пусть и очень яркого, а строго управляемую картинку.
Самое простое, что уже умеют делать производители, это автоматически исключать из зоны дальнего света встречные машины. Но мы можем пойти дальше если используем немного инженерной фантазии.
Лазер может не только светить, а еще и измерять расстояния. То есть в мозгах компьютера автомобиля, сканирующего лазером местность перед собой, вполне можно соорудить трехмерную динамическую модель происходящего перед ним. Пользуясь этой моделью можно повышать контрастность объектов на дороге, выделяя больше света тем, что стоят на пути, и меньше — фоновому изображению. А тем объектам, что движутся в сторону вашего авто с обочины или с прилегающей дороги, можно вообще с помощью лазера формировать привлекающие внимание световые метки, вплоть до того, что лось, выбегающий в тумане из кустов, будет не только светиться ярче всех на дороге, но и моргать, привлекая дополнительное внимание. Тем временем информация об этом лосе со скоростью, многократно превышающей человеческую реакцию, будет передаваться на тормозную систему автомобиля, и машина сама остановится еще до того, как водитель успеет испугаться.
При этом теоретически, задняя оптика, тоже снабженная упрощенным лазером, будет учитывать едущий сзади автомобиль и динамику его приближения, и не даст автоматике допустить удар сзади при аварийном торможении. А в случае, если удар неизбежен — разделит силу ударов спереди и сзади так, чтобы нанести минимальный ущерб.
Сказки? Вовсе нет, это дело самого ближайшего будущего. Радары с автоторможением уже есть на многих автомобилях, оснащенных системами адаптивного круиз-контроля. Фары уже умеют исключать встречные автомобили из пучка. Системы распознавания дорожных знаков могут быть усовершенствованы до уровня распознавания всего, что есть на обочинах, и это уже происходит — беспилотные автомобили ориентируются именно по таким трехмерным моделям.
Будущее не за горами! За лайки и репосты отдельный плюс в карму!
Про лазерные фары
Стало интересно принцип работы фар и вот что я нашёл в интернете.
Пока многие производители еще только осваивают технологии светодиодного освещения, самые топовые автобренды уже шагают дальше. Например, BMW совершенно серийно оснащает флагманский седан 7 серии лазерной оптикой. Стоимость таких технологий? Лучше не знать!
За минувшее столетие эволюция автомобильного освещения прошла путь от ацетиленовых горелок и лампочек Ильича до современной оптики, построенной на светодиодах. Адаптивными фарами головного света сегодня в той или иной мере могут похвастать многие автопроизводители, но немногие из них не копируют друг друга, а предлагают что-то по-настоящему прорывное. Компании Audi и BMW почти одновременно начали работу над технологиями так называемого лазерного света (и даже немного поссорились на тему того, кто был первым), и обеим удалось воплотить свои идеи в стандартных автомобилях.
Правда, если Audi оснастила лазерной оптикой только 99 экземпляров суперкара R8 LMX, то в случае с BMW никакого эксклюзива нет. Заходишь в конфигуратор нового поколения 7 Серии, ставишь галочку напротив опции BMW Laserlight, отстегиваешь 251 200 рублей за эту опцию и получаешь немного автомобильного будущего, если, конечно, можешь себе позволить. Чем же отличается лазерное освещение от обычного светодиодного, раз за него просят такие деньги?
Во-первых, правильнее называть такую оптику не лазерной, а лазерно-люминофорной. Конструкция устроена таким образом, что несколько лазерных диодов подсвечивают люминофор — специальный компонент, который преобразовывает энергию в световое излучение. В результате образовывается сверхмощный световой пучок, который направляется на дорогу через преломления и систему отражателей. Так что сам по себе лазер дорогу не освещает, а лишь вырабатывает необходимую энергию.
Во-вторых, лазерное освещение не работает на городских скоростях — для таких сценариев освещения у BMW 7 Серии присутствует обычный дальний и ближний светодиодный свет, который и так работает эффективно. Лазерный режим активируется вдобавок к основным источникам при долговременном движении со скоростью свыше 70 км/ч, когда поблизости нет других источников света, встречки и попутного транспорта. При этом лазерный модуль не подсвечивает дорогу веерным способом — помимо обычного пучка создается узкий световой тоннель, который «стреляет» вперед более чем на полкилометра. Идеальный режим для движения на высокой скорости по магистралям!
Вот как описывает работу BMW Laserlight сам производитель:
В режиме дальнего света лазерные фары BMW освещают зону до 600 метров, что почти в два раза больше дальности света обычных светодиодных фар. Данный режим автоматически включается по достижении скорости 70 км/ч. В состав фар входит светодиодный ближний свет и светодиодный дальний свет с лазерным модулем. Благодаря неослепляющей системе управления дальним светом BMW и встроенной системе адаптивного освещения поворотов лазерные фары BMW делают ночные поездки еще более приятными и безопасными. Неослепляющая система управления дальним светом BMW распознает наличие других участников дорожного движения и целенаправленно исключает их ослепление.
Из маркетинговых материалов компании BMW.
Иначе говоря, BMW продает клиентам действительно полезную технологию, которая прямо повышает безопасность движения. Здесь отлично работает правило — хорошего освещения много не бывает (бывает мало денег). А мы, в свою очередь, просто обязаны выяснить, сколько стоит подобный лазерный свет в реальной жизни. Не установленный с завода, а купленный с полки российского продавца BMW. Например, при восстановлении автомобиля даже после легкой аварии или в случае банального вандализма. Автоворы научились прекрасно разбираться в дорогих и востребованных деталях.
Топовую оптику BMW Laserlight легко отличить по горизонтальным шторкам синего цвета.
Посчитать, во сколько обойдется новая оптика, мы традиционно попросили официальных дилеров марки BMW в Москве на примере седана BMW 730Ld 2017 года выпуска с соответствующим опциональным освещением. Новость первая: только одна передняя фара BMW Laserlight будет стоить сумасшедшие 339 560 рублей, то есть эту цифру придется умножать на два. Новость вторая: при проблемах с оптикой придется какое-то время поездить вслепую, поскольку срок ожидания детали из Германии составляет около 3 недель. Прибавим сюда стоимость установки и адаптации фар силами официального сервиса — 6 800 рублей, и получим итоговую цифру 685 920 рублей!
Запчасти
679 120
рублей
Работы по установке
6 800
рублей
Итого
685 920
рублей
Audi, твой рекорд с матричными светодиодными фарами побит! Что тут скажешь, у флагманского седана и технологии, и цены — тоже флагманские. Стоит подчеркнуть, что мы ни в коем случае не ставим перед собой цель отговорить потенциального покупателя BMW 7 Серии от дорогой оптики BMW Laserlight, а даже наоборот. Если есть возможность дооснастить автомобиль действительно полезными опциями и потом его обслуживать, то это стоит сделать. А сегодняшний выпуск лишь в очередной раз подтверждает, что в случае с премиальными автомобилями всегда лучше защищать свои финансовые риски расширенной страховкой.
Лазерные фары: принцип работы и достоинства с недостатками
Для интересующихся развитием современных автомобильных технологий лазерные фары, принцип работы которых основан на люминофорном свечении, уже не являются диковинкой. Более того, уже стала известной так называемая адаптивная оптика на базе этой разработки. Как же устроены лазерные фары будущего, по какому принципу они работают, сколько стоят, и за что потребитель платит такие деньги – кратко и доступно рассказано в этом материале.
УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ ЛАЗЕРНОЙ ФАРЫ
На момент написания статьи устройство лазерной фары еще не претерпело никаких принципиальных изменений, отличающих конструкцию от концептуальной. Как и в прототипе, основой серийно выпускающейся оптики является не лазер, давший название технологии, а люминофорная пластина. Этот материал обладает способностью излучать мощный пучок белого света с волнами одинаковой длины и амплитуды. Именно эту деталь можно увидеть при визуальном осмотре автомобильной фары.
А где же лазер? Разве не он должен светить в лазерной фаре? Нет. В данной разработке лазер выступает только лишь в качестве источника энергии. Сам узел состоит из набора лазеров, излучающаяся энергия из которых через систему зеркал фокусируется и попадает на ту самую люминофорную пластину. Она и является непосредственным источником света, использующегося для освещения дорожной обстановки.
«ПАРУ СЛОВ» ОБ АДАПТИВНЫХ ЛАЗЕРНЫХ ФАРАХ
Более интересной конструкцией являются не просто лазерные фары, а так называемая адаптивная оптика на их основе. Эта технология по максимуму использует весь потенциал, заложенный в мощном источнике света. Рассмотрим основные моменты, как она работает, и чем может порадовать своего владельца.
- Во-первых, такие фары никогда не слепят водителей движущегося вам на встречу транспорта. При этом, все работает в автоматическом режиме. Фара сама «решает», когда освещать встречную полосу, а когда нет. То есть оптика постоянно контролирует дорожную обстановку, и как только в «поле ее зрения» появляется свет встречного автомобиля, электроника делает все, чтобы не заслепить его водителя.
В этом плане фара имеет три режима работы. Первый режим включается тогда, когда встречный автомобиль только попадает в освещаемую в данный момент зону. Электроника в этот момент уводит световой пучок левой фары в левую сторону. В результате водитель продолжает видеть ситуацию на встречной обочине, а едущий на встречу автомобиль остается, как бы, в тени.
Второй режим работы – полное отключение дальнего света. Происходит в момент, когда встречная машина приближается на такое расстояние, когда простого хода светового пучка в сторону недостаточно. После разъезда фара опять включается, и продолжает освещать дорожную обстановку на расстояние в полкилометра, сканируя эту зону на предмет наличия встречного потока.
Третий режим активируется тогда, когда встречный транспорт идет непрерывным потоком. В такой ситуации электроника полностью прекращает освещать данный участок ровно до того момента, пока встречная полоса опять не опустеет.
- Во-вторых, адаптивная лазерная оптика «заботится» не только о водителях встречного транспорта, но и попутного. Если в «поле зрения» таких фар находится попутно движущийся автомобиль, в зоне его текущего расположения электроникой образуется теневой тоннель. Остальная же часть дороги полноценно освещается мощным дальним светом. В итоге, благодаря этим режимам, водитель может даже в городском потоке двигаться с включенным дальним светом фар.
- В-третьих, адаптивные лазерные фары уже сегодня способны «видеть» дорожную обстановку в тех зонах, которые в данный момент времени не подсвечиваются. Когда в этих зонах появляется потенциальная опасность, оптика направляет в это место пучок света, благодаря чему у водителя появляется фора в несколько секунд. Примером срабатывания этого режима является ситуация, когда перпендикулярно дороге движется пешеход или велосипедист. В свете обычных фар такое препятствие появится уже непосредственно перед автомобилем, тогда как адаптивная оптика проинформирует о нем водителя намного раньше.
На этом потенциальный функционал лазерной адаптивной оптики не заканчивается. «Умные» фары также могут проецировать прямо на дорожном покрытии световые линии, по которым водитель может ориентироваться при парковке. Сюда стоит отнести и такие способности, как адаптивная подсветка дорожных знаков и разметки, изменение угла освещения при скоростной езде на плавных поворотах дороги и другие функции.
ДОСТОИНСТВА ЛАЗЕРНЫХ ФАР
Плюсов у лазерных автомобильных фар очень много. Из числа наиболее важных и полезных стоит отметить следующие:
- Лазерные фары на максимальных режимах способны освещать дорожную обстановку на расстояние около 600 метров. Для сравнения самые продвинутая светодиодная оптика «теряется» на 300 метрах. Среди автолюбителей уже кочует фраза, что лазерные фары способны светить дальше, чем водитель может видеть.
- Оптика в совокупности с управляющей электроникой потребляет в разы меньше энергии, чем самые экономичные светодиодные лампы.
- Излучаемый лазерными фарами пучок света имеет максимально комфортные параметры для зрения водителя. Это освещение не утомляет и не напрягает глаза.
- Производители лазерной оптики утверждают, что эта технология также порадует своих владельцев надежностью, несравнимой с существовавшими до этого источниками света.
- Световым потоком лазерных фар легко можно управлять при помощи электроники, благодаря чему становятся доступными описанные выше адаптивные режимы работы головного освещения.
Впечатляет, не так ли? Но не все так сладко и радужно.
СКОЛЬКО СТОЯТ ЛАЗЕРНЫЕ ФАРЫ?
Как и любая другая новинка в автомобильной сфере, лазерная технология освещения на заре своего развития стоит немалых денег. По этой причине такие фары пока что доступны только на последних моделях от именитых немецких концернов – BMW и AUDI. Причем идет лазерная оптика далеко не в базовой комплектации, а в качестве дополнительной опции, которая стоит, как хороший народный автомобиль в немного подержанном состоянии.
Для наглядного примера можно посмотреть на официальные цифры той же компании BMW. На сегодняшний день только одна лазерная фара для их модели Х7 обойдется без установки примерно в 5500 долларов. Сюда стоит также прибавить плату за установку и настройку оптики, так как эти операции пока что доступны только на сервисах у официального дилера. Там говорят, что за такую работу берут 100-120 долларов.
Однако любителям современных технологий не стоит расстраиваться. Достаточно только вспомнить ажиотаж, который несколько лет назад был вокруг ксенонового света и светодиодов. Тоже было неслыханно дорого и доступно только для тех, кто покупает авто за миллионы. А сегодня эти чудеса технологий буквально мешками продаются за вполне вменяемые деньги. Поверьте – то же самое будет и с лазерными фарами.
Видео — как работают лазерные фары
ИТОГИ
Несмотря на то, что лазерные фары по стоимости соответствуют сегодня целому автомобилю (хоть и б/у), за этой технологией будущее. Благодаря экономичности, способности повышать безопасность дорожного движения и адаптироваться под обстановку такое освещение очень быстро пойдет в массы, и будет устанавливаться на автомобили не только премиум класса. Поговаривают, что китайцы не дремлют, и уже сегодня предлагают нечто похожее. А прошло всего лишь пару лет с того момента, как эта новинка появилась в виде прототипа.
Будущее автосвета: лазерные фары. Их достоинства и применяемость
На сегодняшний день самым наилучшим источником света являются светодиодные лампы для фар автомобилей. Однако, как и с ксеноновыми лампами, когда-нибудь они могут быть вытеснены лучшими конструкциями, где будут применяться в качестве источников света лазерная оптика. Данная технология позволит открыть ряд новых возможностей, однако стоимость, что скорее всего, будет не из дешевых на такую автомобильную оптику.
В данной статье мы рассмотрим основные достоинства, принцип работы лазерной оптики и их перспективы применяемости.
Достоинства
Одним из достоинств лазерной оптики является то, что, благодаря излучению лазера, волны светового потока луча получаются равномерной и одинаковой длины, не зависимо от того, что разность фар у них может быть различная. Выделяют следующие преимущества при эксплуатировании такой оптики:
- Световой поток луча является достаточно близким к параллельному, поэтому освещение будет размещаться только на определенных зонах дорожного полотна.
- По сравнению с другими источниками света у лазерной оптики протяженность дорожного полотна, которое будет освещаться, значительность выше.
- Значительно малое потребление электроэнергии, благодаря лазерной оптики, по сравнению с другими источниками света.
- Сниженная вероятность ослепления встречных водителей автомобилей, движущихся по встречной полосе, так как луч светового потока направлен строго на определенную точку.
Несмотря на то, что лазерная оптика имеет превосходную компактность, то другие источники света такой компактностью не преобладают. Площадь излучающей поверхности у лазерного светового источника в 100 раз меньше по сравнению с площадью идентичной поверхностью у светодиода. Для одинаковой светоотдачи для таких источников света необходим отражатель, длина которого должна составлять 30 мм.
Применяемость лазерной оптики. Основные перспективы.
Данная оптика предполагает собой управление потоком света луча в автоматическом режиме, как и то же самое управление дальним светом.
С помощью технологий лазерной оптики можно применять лазер в качестве сканирования поверхностей и измерения расстояний, благодаря автомобильному компьютеру, который, в свою очередь, может также будет создавать трехмерную модель окружающего пространства, что позволит значительно освещать отдельные элементы дорожного полотна перед автомобилем и делать специальные метки для привлечения внимания водителя.
Такой способ позволяет предостеречь себя от опасности или избежать столкновения с животным, которое может выбежать на дорогу в неожиданный момент.
Компьютер, который получит информацию о том, что животное выбежало на дорожное полотно, немедленно сориентирует водителя на срабатывание тормозных систем автомобиля. И также по сравнению с человеческими возможностями скорость, с которой автомобильный транспорт выполнить реакцию на возникающую помеху на дорожном полотне, будет в несколько раз превосходить.
Лазерная оптика также позволит определить дистанцию до движущихся сзади автомобилей, что значительно позволит устранить столкновение с ним при резком торможении.
Можно сказать, что прототипы таких систем уже эксплуатируются в некоторых моделях автомобилей. Одними из таких систем, используются адаптивные системы криз, благодаря которым можно контролировать движение на дорожном полотне с помощью специальных радаров, позволяющих исключить возможное столкновение или сократить его последствия.
В то же время имеются на сегодняшний день системы, с помощью которых можно распознавать дорожные знаки и разметки, а приборы освещения, в свою очередь, обладают возможностью управления дальним светом фар автомобиля, чтобы предотвратить ослепление водителей, едущих по встречной полосе.
Следовательно, технический прогресс не стоит на месте, и, поэтому такая оптика может стать реальностью уже в ближайшем будущем.