Hệ thống camera tầm nhiệt và nhìn ban đêm trên ô tô

Công Nghệ Chiếu Sáng và Tầm Nhìn
Tác giả: Lütfi Mete Odabaşı
Ngày tạo: 11 Tháng 10 2026

Các hệ thống nhìn đêm nhiệt đang trở thành một lớp an toàn quan trọng trong việc ngăn ngừa tai nạn với người đi bộ, bằng cách phát hiện nhiệt độ cơ thể của người đi bộ và động vật ngay cả trong bóng tối hoàn toàn nơi ánh đèn pha không thể với tới.

Chia sẻ trang này

Hệ thống nhìn đêm là một thiết lập camera nhiệt; nhận biết nhiệt tỏa ra từ người đi bộ, động vật và các phương tiện trong bóng tối mà đèn pha của xe không thể soi tới, rồi hiển thị hình ảnh lên màn hình. Hoạt động với cảm biến hồng ngoại sóng dài (LWIR), các hệ thống này tạo ra hình ảnh ngay cả trong bóng tối hoàn toàn và đang dần trở thành một lớp an toàn ngày càng quan trọng, đặc biệt trong việc ngăn ngừa tai nạn người đi bộ ban đêm.

Điểm nổi bật

Camera nhiệt LWIR hoạt động trong dải 8-14 µm và tạo ra hình ảnh trong bóng tối hoàn toàn.
Mercedes-Benz chiếu sáng mặt đường bằng hồng ngoại gần, còn BMW thì bị động quét nhiệt.
Các hệ thống chủ động kiểu cổng (gated) cung cấp tầm hoạt động 250 m và thể hiện hiệu suất cao trong mưa và tuyết.
Xe thử nghiệm AEB có hợp nhất nhiệt đã vượt qua tất cả các điều kiện thử nghiệm, kể cả kịch bản ban đêm; trong khi ba hệ thống AEB mẫu 2024 lại trượt ít nhất một kịch bản ban đêm.
Khoảng ba phần tư số người thiệt mạng do tai nạn người đi bộ xảy ra trong bóng tối.

Thành thật mà nói: nhìn đêm vẫn còn trông hơi giống một siêu anh hùng trong số các công nghệ ô tô. Nó "nhìn thấy" nhiệt độ cơ thể của một người đi bộ hoặc một con hươu lao ra giữa đường trong khoảng tối mà ánh đèn pha không với tới. Vậy điều này xảy ra như thế nào? Nhiệt thì không phải ánh sáng mà... Đúng, điểm mấu chốt nằm ở đây: camera nhiệt không đọc ánh sáng mà đọc nhiệt. Hãy cùng nhìn vào khía cạnh kỹ thuật nhé.

Camera nhiệt hoạt động bên trong xe như thế nào?

Mọi vật thể - bạn, tôi, một con bò, chú mèo hiếu động đang sơn chiếc ô tô, bản thân con đường - đều phát ra bức xạ hồng ngoại tùy theo nhiệt độ của chúng. Camera nhiệt bắt trọn điều đó: không phải ánh sáng khả kiến phản xạ mà là các khác biệt nhiệt phát ra. Nó chuyển dữ liệu nhiệt này thành một hình ảnh khả kiến. Nghĩa là trong bóng tối không cần đèn pin; bản thân vật thể đã tự "phát sáng" rồi. Ý tưởng là như thế này: mọi thứ trên thế giới, miễn là nhiệt độ có thể đo được, đều là một tấm bản đồ vô hình, và camera nhiệt vẽ bản đồ đó lên màn hình của mình.

Ở khía cạnh ô tô, ngôi sao của bộ môn là LWIR, tức hồng ngoại sóng dài. Các cảm biến này thường hoạt động trong dải 8-14 µm (một số nguồn cho khoảng 7,5-12 µm) và trùng khớp chính xác với bước sóng nhiệt mà cơ thể con người phát ra. Vì thế nó hoạt động trong bóng tối hoàn toàn, không bị chói bởi đèn pha của xe đi ngược chiều, chịu được chói nắng, và tiếp tục hoạt động trong sương mù cũng như khói. Còn có dải MWIR (3-5 µm) cho các vật thể rất nóng như ống xả hay khối động cơ của xe tải, nhưng trên xe sản xuất thương mại nó hầu như không được sử dụng.

Con đường thứ hai là các hệ thống chủ động: những hệ thống dùng hồng ngoại gần (NIR). Chúng không bị động mà hoạt động "như đèn pin" - tự chiếu sáng mặt đường bằng nguồn sáng hồng ngoại của mình, rồi đọc ánh sáng phản xạ từ các vật thể. NIR nằm trong dải khoảng 0,75-1,4 µm và cần một thiết bị chiếu sáng (projector). Vì vậy nó nhạy cảm hơn với ánh sáng chói và có tầm hoạt động hạn chế hơn. So sánh kinh điển "cầm đèn pin trong bóng tối" ở đây rất đúng nghĩa: đèn càng mạnh bạn càng nhìn xa, nhưng một nguồn sáng chói từ hướng ngược lại có thể làm bạn bị lóa mắt.

Các hệ thống cổng (Gated): Vũ Khí Chống Mưa Và Tuyết

Có một loại đặc biệt của hệ thống NIR chủ động: hệ thống cửa chớp. Ở đây nguồn sáng không sáng liên tục; nó phát xung sáng theo từng nhịp (pulse) và camera hoạt động đồng bộ với những xung đó. Nói cách khác, camera chỉ "mở cửa" đúng vào thời điểm ánh sáng đi và về hết một khoảng cách nhất định - chỉ đọc các phản xạ trong khoảng cách đó, bỏ qua các phản xạ sớm đến từ hạt mưa hay bông tuyết phía trước. Kết quả: phạm vi khoảng 250 m và hiệu suất cao trong mưa và tuyết. Cơ chế này giúp giảm vấn đề tán xạ ngược (backscatter) làm hỏng hình ảnh trong sương mù và mưa.

BMW, Mercedes-Benz và Audi: Ba Triết Lý Khác Nhau

Cách tiếp cận của các nhà sản xuất đối với tầm nhìn ban đêm khá khác biệt nhau. Và sự khác biệt này đến từ chính sự phân chia NIR/LWIR mà chúng tôi đã trình bày ở trên. BMW sử dụng hệ thống thụ động: công nghệ hồngông xa quét nhiệt trên đường, không chiếu sáng bất cứ thứ gì. Mercedes-Benz thì làm điều ngược lại: sử dụng đèn pha chiếu sáng đường bằng hồng ngoại gần, hệ thống có đèn pha nhấp nháy và định hướng. Audi cung cấp tính năng nhận diện người đi bộ và động vật bằng camera nhiệt dựa trên FLIR; hình ảnh được phủ lên màn hình của người lái. Trong các bài kiểm tra độc lập so sánh bộ ba này, vị trí quán quân của Audi đã khiến cả những người kiểm tra cũng phải ngạc nhiên.

Các hệ thống này thường xuất hiện ở phân khúc cao cấp: Night Vision của BMW có trên Series 7, Series 5, X5 và X6; Night View Assist của Mercedes có trên Series S và Series E; còn Night Vision Assistant của Audi xuất hiện trên các mẫu như A6 và A7. Một chi tiết thú vị: các linh kiện tầm nhìn ban đêm của Rolls-Royce giống hệt những gì có trong hệ thống của Audi, BMW và Cadillac. Các hệ thống tầm nhìn ban đêm cao cấp được định giá trong khoảng 2.000-2.500 đô la.

Hãng xe	Hệ thống	Công nghệ	Cách tiếp cận
BMW	Night Vision	Hồng ngoại xa (LWIR)	Quét nhiệt thụ động, không chiếu sáng
Mercedes-Benz	Night View Assist	Hồng ngoại gần (NIR)	Chiếu sáng đường bằng đèn pha
Audi	Night Vision Assistant	Camera nhiệt dựa trên FLIR	Nhận diện người đi bộ/động vật, phủ hình lên màn hình

Về Phần Mềm: Ngưỡng Phát Hiện Người Đi Bộ, Động Vật Và Xe Cơ Giới

Camera tạo ra một hình ảnh nhiệt đẹp nhưng không thể kỳ vọng người lái diễn giải nó ngay lập tức. Phần việc chính do phần mềm đảm nhận: phân loại các chữ ký nhiệt trong hình ảnh nhiệt và gán nhãn "đây là người đi bộ", "đây là động vật", "đây là xe cơ giới". Ở khía cạnh hiện đại, các bộ phát hiện đối tượng học sâu được đưa vào sử dụng; đầu ra của các cảm biến không làm mát dựa trên microbolometer có thể được xử lý bằng các mô hình như Fast R-CNN. Một trong những ông lớn nhất của ngành cung cấp các gói phần mềm thực hiện phát hiện/theo dõi quỹ đạo/hợp nhất cảm biến, cùng với một bộ dữ liệu miễn phí gồm hơn 26.000 hình ảnh nhiệt và hình ảnh khả kiến đã được gán nhãn.

Vấn đề ngưỡng phát hiện là một bài toán cân bằng thú vị: phần mềm càng nhạy cảm thì càng đánh dấu nhiều thứ là "mối đe dọa", nhưng khi đó báo động sai cũng tăng lên. Việc hệ thống của Audi không phát hiện các vật thể nhỏ hơn hươu là một kết quả của sự cân bằng này - các mục tiêu nhỏ hơn có chữ ký nhiệt yếu và khó nhận biết ở khoảng cách xa. Phần phần cứng cũng đang trưởng thành: đã phát triển các camera LWIR không màn trập, chịu được điều kiện ô tô (từ -40 °C đến +85 °C). Và bước cuối cùng, chứng nhận an toàn chức năng: đã công bố camera LWIR ADAS đầu tiên ở cấp độ ASIL-B, độ phân giải 640×512, được bảo vệ theo chuẩn IP6K9K. Điều này có nghĩa là camera nhiệt bắt đầu không còn là "phụ kiện xa xỉ" nữa mà trở thành một mắt xích chính thức trong chuỗi an toàn. Việc hơn một triệu xe đã được cung cấp cảm biến nhiệt trong quá khứ cũng cho thấy quy mô của công nghệ này.

An Ninh Nhiệt Có Thực Sự Tăng Cường An Toàn Không?

Câu trả lời ngắn gọn: có, nhưng cần hiểu lý do. Bóng tối là kẻ thù lớn nhất của an toàn người đi bộ. Khoảng 18% số ca tử vong khi đi bộ thuộc về người đi bộ và các ca tử vong chủ yếu xảy ra trong bóng tối; khoảng ba phần tư số ca tử vong của người đi bộ xảy ra vào ban đêm. Camera nhiệt chính là bước vào đúng lúc này, vì nó có thể nhận diện chữ ký nhiệt của người đi bộ và động vật trong mọi điều kiện ánh sáng.

Các con số cũng củng cố điều này. Một phương tiện thử nghiệm phanh khẩn cấp tự động (AEB) kết hợp nhiệt đã vượt qua tất cả các điều kiện ban ngày và ban đêm của quy định liên bang mới (FMVSS No. 127), bao gồm cả các kịch bản ban đêm; trong khi ba hệ thống AEB đời 2024 được thử nghiệm trong cùng chương trình lại thất bại ở một hoặc nhiều kịch bản ban đêm. Trong các thử nghiệm kết hợp nhiệt tương tự, phương tiện đã dừng trước mục tiêu người đi bộ Euro NCAP trong cả sáu kịch bản, toàn bộ 35 điều kiện. Dữ liệu của IIHS cũng gây ấn tượng mạnh: AEB cho người đi bộ giúp giảm 27% tai nạn người đi bộ ở mọi mức độ nghiêm trọng, và giảm 30% trong danh mục va chạm. Nhưng vấn đề nằm ở đây - các hệ thống này có thể trở nên vô hiệu trong bóng tối. Cũng có dữ liệu nghiên cứu tích cực cho thấy các hệ thống xem đêm chủ động cải thiện an toàn cho người đi bộ.

Phía quản lý cũng đang chuyển động theo hướng này: quy định liên bang được chốt vào 2024 bắt buộc áp dụng phanh khẩn cấp tự động, bao gồm AEB cho người đi bộ hoạt động cả ban ngày và trong bóng tối; lợi ích hàng năm ước tính ít nhất là 360 sinh mạng. Quy định đang đối mặt với các thách thức pháp lý và lịch trình cuối cùng còn chưa rõ ràng, nhưng hướng đi đã rõ ràng: khả năng nhận biết hoạt động cả trong bóng tối sẽ dần trở thành bắt buộc. Camera nhiệt chính là công nghệ lấp đầy khoảng trống này.

Các giới hạn: Camera Nhiệt Gặp Khó Khăn Ở Đâu?

Radar bir şey olduğunu söylüyor; termal kamera onun bir insan olduğunu fısıldıyor - gece yolu asıl böyle güvenli hale geliyor.

Đừng nghĩ rằng hiển thị nhiệt là "hoàn hảo trong mọi điều kiện". LWIR mạnh trong bóng tối hoàn toàn, mạnh khi chống chói đèn pha, khá tốt trong sương mù và khói. Nhưng mưa nặng hạt, nước bắn mạnh và các nguồn phát xạ có cường độ rất cao có thể làm xấu hình ảnh nhiệt. Không thể nhìn rõ qua kính hoặc bề mặt phản chiếu - vì vậy nó không nhìn qua kính chắn gió mà thường nhìn qua tấm kính riêng của nó trên lưới tản nhiệt. Các mục tiêu nhỏ hoặc ít tỏa nhiệt khó được nhận biết ở khoảng cách xa. Và đương nhiên chi phí vẫn còn cao; khi công nghệ này đến với các dòng xe bình dân, quy mô thực sự mới xuất hiện.

Mặt khác, sương mù không phải là rào cản lớn như người ta tưởng: đã có báo cáo cho thấy trong điều kiện sương mù dày (tầm nhìn 15±4 m), camera LWIR thể hiện hiệu suất phát hiện người đi bộ tốt hơn NIR và SWIR. Đèn pha của xe đi ngược chiều cũng không ảnh hưởng đến camera LWIR. Riêng LiDAR có thể mất hiệu suất trong mưa, sương mù và bụi; radar mạnh về đêm nhưng đóng góp thực sự của camera nhiệt là phân loại và phát hiện sinh vật ấm - tức là thứ mà radar nói "có gì đó ở đây" thì camera nhiệt làm rõ "đó là một con người".

Tương lai của tầm nhìn ban đêm: Hướng tới các gói cảm biến tự hành

Tầm nhìn ban đêm với cảm biến nhiệt lần đầu xuất hiện trên ô tô sản xuất hàng loạt khoảng 20 năm trước. Từ đó đến nay, công nghệ đã vượt ra ngoài màn hình hiển thị cho tài xế; giờ đây nó đã góp mặt trong các gói cảm biến của xe tự hành. Một trong những ví dụ gần đây: Zeekr đã hợp tác với một công ty chụp ảnh nhiệt để tăng cường tầm nhìn ban đêm trên mẫu 9X (tháng 8/2025). Các xu hướng năm 2026 xoay quanh phân tích hỗ trợ bằng trí tuệ nhân tạo và hệ thống nhiệt đa dải.

Thị trường cũng đang tăng trưởng nhưng số liệu của các nghiên cứu thị trường khá khác nhau; đối với thị trường hệ thống tầm nhìn ban đêm, các dự báo năm 2026 dao động khoảng 3,7-5 tỷ đô la và dự kiến sẽ lên mức 10 tỷ đô la vào đầu thập niên 2030. Sự chênh lệch trong các dự báo này phụ thuộc vào cách định nghĩa thị trường - việc những hệ thống nào được tính là "tầm nhìn ban đêm" chưa rõ ràng. Thị trường detector hồng ngoại, với bức tranh rộng hơn, đạt giá trị 6,34 tỷ đô la năm 2025 và dự kiến đạt 10,50 tỷ đô la vào năm 2032.

Chúng ta cũng hãy trả lời một câu hỏi thường gặp: camera nhiệt có thay thế được các cảm biến khác trong ADAS không? Không. Nó là một lớp bổ sung cho radar, lidar và camera khả kiến - mỗi cảm biến mạnh trong điều kiện khác nhau. Và nó cũng không chỉ dành cho xe tự hành; trên xe có người lái, nó tăng cường AEB phát hiện người đi bộ, và đây chính là trọng tâm của áp lực pháp lý trong tương lai gần. Theo bạn, bước tiếp theo có phải là camera nhiệt rời khỏi phân khúc cao cấp để trở thành trang bị tiêu chuẩn trên mọi chiếc xe không? Theo tôi, ngày đó không còn xa.