电子后视镜是由摄像机与监视器组成的系统,在规定视野内需要看清车辆后方、侧方视野,是一种新型的间接视野装置,又称“摄像机-监视器系统(camera-monitor system)”,简称CMS。
CMS分为电子内后视镜和电子外后视镜,电子内后视镜又称流媒体后视镜,电子外后视镜常直接用CMS指代,下文中的CMS均指电子外后视镜。
在汽车智能化的背景下,CMS上车也被提上了日程。但由于CMS是与安全相关的车辆部件(联合国法规No.46规定的要求),用于保护驾驶员的间接视野,目前还不允许使用CMS代替传统外后视镜,只能作为附加信息的来源,因此,CMS上车将面临种种考量。
那么,问题就在于CMS能否替代传统车载后视镜。
首先,在基础性质方面,传统镜像与CMS存在着一定的差异,下文结合TÜV Test Report 对二者基础性质的分析,探讨了传统后视镜与CMS在基础性质方面的不同特征。
- 成像方式
光的反射定律适用于传统后视镜,有些后视镜采用双曲率镜片,靠近车门侧的镜片曲率较低,远离车门侧的凸曲面镜曲率较高,可以为使用者提供缩小的物体虚拟图像,使视野更广。此外,在使用过程中,驾驶员可以通过移动头部来调整视野。
在CMS中,摄像头记录了指定的后方视野,展示在固定在车内的显示器上,驾驶员移动头部不会改变后方视野,但可以通过调节相机参数和显示器来选定细节。而且,CMS可以将多颗不同角度摄像头的图像集成到车内的显示屏中,可以减少视觉盲区。
在行驶过程中,CMS需要驾驶员与显示屏呈垂直视角,如果偏离的话,可能会影响对呈现画面的对比度、颜色、亮度等的感知。
- 图像亮度
传统后视镜根据物体的反射程度来反映物体的亮度,人眼感受到的物体的亮度取决于反射程度;但考虑到汽车侧窗的透射率,人眼看到的亮度会略有减弱。
就CMS而言,显示器的最大亮度是有限的,环境光可以降低显示器上的亮度对比及颜色饱和度。不过,在夜间,显示器的基本亮度大于0 cd/m2。
- 光线影响
在传统后视镜中,后方车辆的近光灯或低角度的太阳光照射进来时,会在完整的镜子反射为成点光源,造成驾驶员生理眩光;不过,在符合汽车行业质量标准的传统后视镜中,传统后视镜不会出现伪影。
在CMS中,光线直接照在摄像头上会产生伪影,这些伪影在很大程度上取决于相机的质量,尤其是镜头。光线直接照射到显示器上时,图像的亮度对比度和颜色饱和度会降低,而且,在显示器上直接反射的光(在显示器盖板上的简单反射)也会造成驾驶员生理眩光。此外,尤其在晚上的时候,显示器的图像会反射在窗户上,影响直接外部视野。
- 颜色反映
传统后视镜可以很好地反映物体颜色。CMS的图像保真度取决于光-电-光转换,且颜色范围相对有限,通过改变显示器上的视角可以感知不同的颜色,伪影会影响对颜色的描绘和感知。
- 分辨率&延迟&启动
传统后视镜的分辨率高于人眼的分辨率。CMS的分辨率有限,并取决于所使用组件的质量。
在延迟方面,传统镜像的变化是实时反馈的,CMS中摄像头的图像变化通常被描述为“最短时间延迟”。
在启动方面,镜子随时可用,CMS需要时间来启动。
- 风阻
CMS摄像头的体积大概为传统后视镜的三分之一。在奥迪e-tron中,CMS设计使得车辆的风阻系数降至0.27,比传统设计降低了0.1,可以降低油耗、提升续航。
- 受污染的影响
镜子的反射效果可能会受到污垢、凝结的水珠、划痕、裂缝或雨滴的影响。此外,查看安装在车外部的镜子时,还可能会受到侧窗上的污垢、水珠、划痕、裂缝或雨滴的影响。
CMS的图像会受到污垢、水珠、划痕或雨滴的强烈影响。但是,查看安装在车辆内部的显示屏时,不会受到侧窗污染的影响。
- 失效模式
镜子可能会以划痕、裂缝、玻璃破碎或污垢的形式失效。
CMS可能会以图像丢失(例如,由于没有功率或电磁干扰导致的图像丢失)或出现伪影的形式失效。
从基本性质来看,传统后视镜有无需启动、光学特征优异、无延迟等优势,CMS在减小风阻、减少盲区、不受车辆侧窗影响等方面存在优势,而且,CMS还可以与ADAS、DMS/OMS等结合,助力汽车实现智能化。
其实说起替代,更多的是探讨CMS在满足规定的条件下,实现后视镜功能的可行性,至于CMS是否能顺利上车,要从更多应用层面来考量,本文开启的CMS系列后续将从环境变化、昼夜属性等方面来探讨二者之间的差异。
目前,在国内要让CMS上车,必须满足GB15084标准的要求。2020年6月,工信部发布了国家强制性安全标准GB15084(机动车辆间接视野装置性能和安装要求)征求意见稿,新标准增加了CMS凸出高度要求及突出高度的测量方法、增加了Ⅰ类至Ⅳ类CMS的功能性要求、修改了Ⅴ类和Ⅵ类CMS的功能性要求、增加了对于CMS的撞击要求及试验方法,预计明年实施之后,会加速CMS市场放量。
彼时,至于CMS是选装还是标配,是与传统后视镜并存还是将其取代,就要看接下来的发展了。
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