安全报告 汽车盲区终结者——电子后视镜

　　盲区的定义是视线不能到达的区域，驾驶过汽车的人大多会指向A柱盲区和车尾盲区。不同用途的汽车，结构设计、外形不同，驾驶员视野盲区不同，而车辆在静止和运动时产生的盲区范围也不同。

　　驾驶车辆过程中，有些盲区在车辆不同姿态和行驶场景下才存在，有些不可视的盲区在特定环境下是可忽略的。

　　根据车辆行驶速度能划分低速静态盲区（0km）、低速行驶（＜30km）、高速动态盲区（＞30km），从车辆行驶姿态可分为起步、直行、转向、倒车四大场景，高速行驶可分为直行、变道两种场景。

　　我们了解了不同车辆、不同工况姿态下的视野盲区形成原因，再看一下航拍测绘的车辆静态盲区范围。

　　1、SUV越野车静态盲区测绘图：盲区大多分布在在车头前部、两侧、A柱、车尾近距离范围。（如图1所示）

　　2、商务车静态盲区测试：这辆车看起来不是很大，但测试结果很恐怖，车头、右侧盲区范围很大。绿色线条区域是使用了辅助视野装置看到的视野范围。（如图2所示）

　　3、小型房车静态盲区测试：盲区视野范围大多分布在在车头、A柱、车身两侧，绿色线条区域是使用了辅助视野装置观察到的范围。（如图3所示）

　　4、轻卡静态盲区测绘图：盲区大多分布在在车头、A柱和车头两侧、车尾。（如图4所示）

　　5、重型卡车静态盲区测试：盲区大多分布在在车头前部、两侧、A柱、车尾。（如图5所示）

　　6、公交车静态盲区测试：主要盲区集中在车头两侧，因为是平头，车头前盲区相对长车头车型要小。（如图6所示）

　　在车辆静态时，针对这些盲区，驾驶员在座椅通过头部运动可以增大视野观察范围，但依然无法全部看到。从测试图中我们大家可以理解，驾校培训课中要求驾驶员上车前围着车辆观察一圈，再上车起步的关键了。

　　这些设备如何有效利用？辅助驾驶员增强视野、提升预判能力的产品，功能不同，辅助效果也不同。

　　静态盲区的解决方案中，针对车辆起步能够使用环视、倒车后视、车头、车尾超声波雷达相互补充，从主动、被动提升驾驶员驾驶安全。

　　雷达在车辆不同场景下的预警策略是整个预警成败的关键，预警距离、车辆姿态（直行、转弯、倒车）车速，几大要素必须强关联才能做到有效预警，否则驾驶员无法从杂乱纷杂的预警中精准判断预警位置。

　　视野增强不是看到的视野越大越好，一定要消除车辆特定姿态下无效区域的显示，让驾驶员一眼看到对应车辆运动轨迹的视野，降低检索、思考决断的时间。

　　法规对环视、倒车后视、四方位等图像辅助系统的图像要求很简单，基本以解决有无、看到为主，对图像质量也没有严格的检验测试标准，导致目前市面此类辅助视野装置没有统一标准，造成驾驶员在使用中对物距、物体放大倍率等无法精准判断、识别，有时甚至产生误判。

　　法规对电子后视镜的测试要求项目多，测试内容严格，下图是对部分光学指标的测试项。

　　针对车辆玻璃反光镜观察视野不足问题，国外在30年前就已研究对应解决方案。1989年，德国AMG公司改装一辆卡车，采用摄像机+显示器取代玻璃后视镜。（如图7所示）

　　1997年，沃尔沃公司在巴西投放二十余辆采用摄像机+显示器取代玻璃后视镜的公交车。（如图8所示）

　　当年摄像机CCD成像、显示器技术还不成熟，图像质量与玻璃反光镜差异巨大，因此并没形成批量普及。

　　2008年，奔驰公司将电子后视镜的研发项目交给德国博世和梅克朗公司，两家公司历时8年研发做出了符合取代玻璃后视镜的电子后视镜，2016年将电子后视镜功能、性能通过ECE-R46法规形成标准。2019年，奔驰Actros卡车上市取消了两侧玻璃后视镜。（如图9所示）

　　相比玻璃后视镜，主机厂采用这套产品价格要高出7~10倍，那么，如果电子后视镜想要取代玻璃后视镜，解决哪一些问题能让终端消费者买单呢？

　　奔驰官方给出的测试报告中显示，电子摄像机取代玻璃反光镜，体积的缩减能够更好的降低风阻，节省燃油3%，一辆卡车年行驶10万公里，节省的燃油就是一笔非常可观的纯收益。在恶劣环境下，比如夜晚、风沙、雨天，电子后视镜的效果比玻璃后视镜好很多，能够有效提升驾驶安全。扩大视野范围（GB-15084内有一条规定叫临时视野），扩大视野范围不是简单的增大摄像机镜头采集视场角，这样会出现显示放大倍率不满足法规的情况。也不是把图像放大缩小来解决视野角度，这样频繁的切换会使驾驶员失去物距引发安全事故。

　　以往，驾驶员要想扩大观察视野，只有调整玻璃反光镜角度将车身参照调到最窄，再进一步就是“摇头晃脑”改变眼点观察反光镜位置来实现。而电子后视镜是通过摄像机镜头冗余视场角，做临时场景随动方式实现扩大视野观察。

　　牵引卡车在转弯、倒车时因为车头的折叠效应会遮挡大部分视野导致部分盲区或全部盲区，而摄像机采集图像范围很大，日常显示其中一部分，在车辆转向角达到预设角度，画面会随转向角的变化而移动补偿被遮挡的视野。

　　目前，业界对商用车电子后视镜采用几个摄像机也有不同的技术方案，商用车有2/4类视野之分，是用两个摄像机分别采集、显示还是用一个广角摄像机采集分为两个画面显示？

　　电子后视镜的鼻祖——德国梅克朗采用一个摄像机、输出两个不同视野画面满足2/4类视野，奔驰Actros卡车量产画质满足法规要求，用户使用效果满意。（如图10所示）

　　美国石通瑞吉公司采用两个不同焦距摄像机分别采集、显示2/4类视野，从眼睛直观判断，2类视野画质相比梅克朗电子后视镜2类视野画质有优势。（如图12所示）

　　一种维持原有玻璃反光镜观察方式，2类主视野在显示屏上方，4类广角视野在显示屏下方。一种2类主视野在显示器左侧、4类广角视野在显示器右侧（与轿车双曲率玻璃反光镜相似）。

　　这两种显示方式都符合欧盟ECE-R46和国标GB -15084的规定，但研发技术的难度不同，上/下画面显示技术是单摄像机图像投射到单画面，仅需要对图像进行裁切符合放大倍率即可，技术简单。左/右显示2/4类图像做到无缝拼接、画面流畅对图像处理软件开发难度很高，开发成本是双摄像机双画面的N倍。

　　在看上下画面显示器时，人眼聚焦特性受限于显示器面积会全部观察在视野内，眼睛再迅速聚焦到需要观察的画面中。画面内容重复较多，目标选择时会加长观察判断时间。左右显示方式，画面整体感更好、更简洁，能够更好的降低驾驶员眼睛聚焦时间，降低判断思考时间。

　　商用车电子后视镜的显示方案会向更简洁画面方案迈进，去年，德国曼恩上市的卡车是石通瑞吉公司供应产品，其显示方案就是2/4类视野左右显示。

　　两个摄像机做传统上下画面显示，画面之间没有连贯性不需要拼接为整体，技术实现难度低。左/右方案显示，两个不同焦距摄像机拼接时就会出现严重错位，画面的连贯性也打折扣。

　　电子后视镜摄像机不同于车载其他摄像机的使用环境、时长，电子后视镜摄像机要求和车辆寿命一致，使用期间不允许出现安全问题、图像质量衰减下降，以及抗UV照射、抗逆光、雨水、霜雪对图像的影响，其对性能要求远超普通车载摄像机，被誉为车载单反相机。

　　相机、主机、显示屏三大件必须是一个企业完成全链路系统调试，对每个环节都要了如指掌，才有机会研发出符合规定标准的产品，生产制造则是保证符合车载行业标准的最后一个环节。

　　法规虽未落地，但国内追风逐势的快速反应在任何产业都是一致的，电子后视镜产业也同样如此。大量企业的参与对电子后视镜行业发展是有利的，但需要从业者规范研发、用敬畏之心对待产品安全，主机厂同时也要提升产品认知，将产品安全和人机交互的场景落地放在供应商定点条件首位。

　　上图是国际已量产车型照片，还有非常多车型等待上市。在国内，东风商用车、宇通客车、吉利商用车、DeeoWay商用车电子后视镜项目都已发包，上海豫兴悉数接单，在2023至2024年就会有搭载电子后视镜产品量产车型上市。

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