电子视镜的发展与应用.docxVIP

电子视镜的应用使驾驶更安全、更智能、更经济、更环保。通过跟踪世界领先商用车企业电子视镜的发展，综述相关文献，从后视镜的劣势，电子视镜的优势及其市场需求、技术发展、法规环境展开分析，并对我国商用车电子视镜的发展趋势做出预测，对电子视镜产业发展提出建议。结果表明当前电子视镜项目、电子视镜系统的发展，呈现出技术复杂程度高、产品价值高、专利壁垒高的特点。我国需加快法规出台，激发整车、零部件企业加快研发、验证、产品应用的步伐，促进行业发展，参与国际竞争。

1引言

近年来，随着汽车和电子摄像、视频显示、数据交互技术的发展，通过摄像头取代后视镜的电子视镜成为新趋势。电子视镜视野宽阔，不受外界环境影响，风阻小、人机交互性好，同时可扩展到自动驾驶领域。目前世界领先的商用车企业已经实现了电子视镜的商业化应用，产品持续更新迭代。然而，国内电子视镜的发展，面临法规未出台、技术门槛高、开发成本高、外企专利壁垒的困难。但用户不再满足后视镜的基本功能，期望应用更高端的电子视镜并拓展到自动驾驶。本文从电子视镜的优势、系统构成、市场需求、发展现状、法规环境5个维度展开分析，对电子视镜国内的产业发展提出建议。

2后视镜劣势分析

后视镜主要存在以下4点劣势：视野盲区、易受环境影响、对整车风阻贡献大、缺少人机交互。

2.1后视镜存在视野盲区

后视镜成像原理是光的反射，即地面或周围环境中的物体通过视镜镜面反射到人眼，因镜片大小及视线角度限制存在一定的盲区。当驾驶员过度信赖后视镜，潜在的风险就高，影响行车安全。根据GB15084—2013《机动车辆间接视野装置性能和安装要求》，对于驾驶室II类主外后视镜、Ⅳ类广角镜的视野技术要求（图1、图2），实际视镜视野较法规视野有一定的余量，但仍存在盲区。

图1II类主外后视镜视野法规要求[1]

图2Ⅳ类广角镜视野法规要求

由于后视镜盲区造成的交通事故在中国约占30%，美国约占20%。在高速公路上70%因变换车道所发生的交通事故是由后视镜盲区造成的。

特别是在挂车转弯时，挂车与牵引车驾驶室成较大的角度，导致驾驶员通过视镜只能观测到挂车的局部区域，整体的盲区很大，易将车边的行人等卷入车底，存在很大的安全隐患。图3为牵引车转弯的现场场景。驾驶员通过车窗观察，由于视镜遮挡，损失了一部分直接视野，也存在安全隐患。

图3半挂车转弯视野盲区

2.2后视镜应对恶劣环境存在不足

雨雾、强光、弱光等恶劣环境直接影响驾驶员视线、镜面反射效果，使驾驶员无法正确、及时地做出驾驶判断，影响驾驶安全。雨雾天气、强光环境下的视镜，视野清晰程度明显下降。

2.3后视镜对整车风阻、风噪贡献大

根据GB15084—2013《机动车辆间接视野装置性能和安装要求》对后视镜有关镜片尺寸及位置的规定，后视镜外观、尺寸、造型难以有大的突破。但是，用户希望获得超过法规视野之外更大的视野，导致后视镜尺寸、总体质量增加，对整车风阻的贡献增大，后视镜引起的风阻约为整车风阻的2%～5%，图4是某车型的风阻分析。除此之外，后视镜对整车气动噪声的贡献大，且离驾驶员较近，影响驾驶员驾驶舒适性。

图4某车型的风阻分析

2.4后视镜缺少人机交互

后视镜是人眼通过在视镜镜面光的反射获取车辆周边视野，如果驾驶员未主动观测、或车辆周边有突发情况，驾驶员就可能无法获知车辆周边的真实情况，容易造成交通事故。

3电子视镜优势分析

电子视镜，即用电子方式取代后视镜，国际标准组织（ISO）称其为摄像头监控系统（CameraMonitorSystem,CMS）。图5是奔驰Actros电子视镜系统的驾驶室室外部分和驾驶室内部分。

图5奔驰Actros电子视镜

3.1CMS系统构成

CMS系统由图像采集、电子控制单元（ElectronicControlUnit,ECU）控制器、图像显示3部分构成，如图6。

图6CMS系统构成

图像采集由摄像头、物理防护2部分构成。物理防护包含：防抖动、加热、防挂水功能，主要为摄像头提供稳定、可靠的工作环境。

ECU控制器包含：双数据率随机存取存储器（DoubleData-RateRandom-AccessMemory,DDRRAM）、颜色管理、直播监视器、图像处理器、微控制器。图像处理器包含硬件部分和软件2部分，图像处理器通过低电压差分信号（Low-VoltageDifferentialSignaling,LVDS）驱动将图像信息传递到图像显示部分的图像信号处理（ImageSignalProcessing,ISP）视频流；微控制器通过CAN线与图像显示部门的网关交互信息。

图像显示中ISP视频流将前端图像信号处理，在面板上显示摄像头采集的画面。通过网关与整车电器进行协议转换、信息交互。CMS实现了通过电子化元件