王亮，莊瓊倩，陸圣君，初翔杰

（1.江淮汽車技術(shù)中心車身設(shè)計院，安徽 合肥 230601；2. 江淮汽車技術(shù)中心智能網(wǎng)聯(lián)院，安徽 合肥 230601）

引言

隨著工業(yè)化的發(fā)展，特別是福特發(fā)明了流水化左右降低了汽車的生產(chǎn)成本以來，汽車在人類日常生活中的比重逐年提高，同步提高的是對汽車安全性要求。汽車行駛過程中，有80%的信息是靠視覺得到的。后視鏡作為汽車行駛間接視野的主要來源，能否有效的給駕駛員反饋行駛過程中的周邊環(huán)境變化至關(guān)重要。本文通過對后視鏡基礎(chǔ)功能介紹以及提升行車安全的新技術(shù)的應(yīng)用做簡單的探討，目的在于對后視鏡新技術(shù)有一個初級的認(rèn)識。

1 后視鏡的功用、組成及分類

1.1 后視鏡的功能及組成

后視鏡一般由鏡片、保持部分、安裝部分組成，能在規(guī)定的視野內(nèi)，映出汽車下后方清晰圖象的裝置。

1.2 后視鏡的分類

后視鏡以安裝位置劃分，分為外后視鏡和內(nèi)后視鏡。以用途劃分，外后視鏡反映汽車后側(cè)方，內(nèi)后視鏡反映汽車后方及車內(nèi)情況。用途不一樣，鏡面結(jié)構(gòu)也會有所不同。一般后視鏡鏡面只要有兩種，一種是平面鏡，即表面曲率半徑SR無窮大，可得到與目視大小相同的映像，通常用作內(nèi)后視鏡。另一種是凸面鏡，表面曲率半徑 SR不小于 1200mm，它的映像比目視小，視野范圍大，這種凸面鏡常用作外后視鏡和下后視鏡。

乘用車及其他輕型商用車一般裝配內(nèi)后視鏡和外后視鏡，大型商用車除裝配內(nèi)外后視鏡外還會裝配下后視鏡。

以江淮和悅A20為例：

圖1 和悅A20內(nèi)后視鏡

圖2 和悅A20左外后視鏡

和悅A20內(nèi)后視鏡曲率半徑SR為無窮大，外后視鏡曲率半徑 SR為 1400mm，由于玻璃曲率成型誤差較大，因此在技術(shù)上允許存在±200mm的偏差，以保證當(dāng)其走負(fù)偏差時，最小曲率半徑SR為1200mm，仍滿足法規(guī)要求。

2 后視鏡新技術(shù)探討

2.1 后視鏡新技術(shù)概述

科學(xué)家研究表明，在正常靜止?fàn)顟B(tài)下，人的雙眼視野可達(dá)210度，有150度的“天生的視野死角”，在210度的視野中，真正看的清楚的只有70度。未裝后視鏡時，后部視野全面死角，加裝普通后視鏡后，仍存在很大的死角。 在駕駛室內(nèi)受到車身遮擋，直接視野變小，而作為間接視野的主要來源，傳統(tǒng)光學(xué)后視鏡存在著諸多的缺陷，從不同的角度和途徑對其進(jìn)行革新和改進(jìn)，開發(fā)新技術(shù)一直是國內(nèi)外科研人員和汽車廠商努力的方向。正確鮮明的反映物像，不變形或變形??；足夠的后視視野，后視范圍盡可能的大，最好能消除盲區(qū)；在雨、霧、寒冷等特殊天氣以及夜間能正常工作，目前的新技術(shù)大多是圍繞以上幾點提出的。

2.2 江淮汽車已應(yīng)用的后視鏡新技術(shù)

2.2.1 概述

乘用車平臺，由于產(chǎn)品定位的原因，除C級S級車外，后視鏡一般僅配備鏡面電動調(diào)節(jié)以及電加熱功能。

響應(yīng)國家公務(wù)用車雙18標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的賓悅公務(wù)版車型，配備了電動折疊防眩目雙曲率外后視鏡以及三合一電子防眩目內(nèi)后視鏡（內(nèi)置倒車顯示+TPMS接收）；S平臺二代產(chǎn)品瑞風(fēng)S5高配版本也配備了電動折疊外后視鏡；C平臺二代產(chǎn)品瑞風(fēng) A6配備了記憶存儲式后視鏡，屬于高檔轎車的主流配置。

2.2.2 變曲率鏡面外后視鏡

平面鏡、球面鏡是傳統(tǒng)后視鏡面采用的兩大系列，他們各有所長，但都存在明顯的缺陷。平面鏡的優(yōu)點是能真實的反映車后物體的外形及實際距離，給駕駛者比較準(zhǔn)確的判斷信息，缺點是后視范圍較小，造成過多的視覺盲區(qū)。球面鏡的特點則剛好相反，它具有較大的后視范圍，卻不能真是體現(xiàn)物體的大小和遠(yuǎn)近，駕駛者需要經(jīng)過一段時間的適應(yīng)。

變曲率鏡面彌補(bǔ)了平面鏡后視范圍過小，球面鏡反映后方物體不真實的不足，它是一種變曲率鏡面，它是在普通球面鏡面的制造過程中，利用局部成型技術(shù)，制造出來的凸面鏡。這種鏡面內(nèi)側(cè)約3/4面積是普通固定曲率曲面（即主視區(qū)），而外側(cè)約1/4面積是由普通曲率向一個更小曲率逐漸圓滑過渡的曲面。

以江淮賓悅公務(wù)版外后視鏡為例：

圖3 賓悅公務(wù)版左外后視鏡

3/4面積的鏡面曲率半徑SR=2000mm，符合GB 15084中對后視鏡面曲率的法規(guī)要求，1/4面積鏡面曲率半徑SR從2000mm至400mm由內(nèi)向外漸變，進(jìn)一步擴(kuò)大視野，減少盲區(qū)。雙曲率鏡面既滿足國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，又解決了盲區(qū)問題。

2.2.3 多功能電子防眩目內(nèi)后視鏡

電子防眩目后視鏡原理是當(dāng)強(qiáng)光照在后視鏡上時，鏡上的傳感器把光信號傳送給控制器，經(jīng)過信號處理，控制電路會使鏡面變色，以吸收強(qiáng)光，削減強(qiáng)光的反射。有效的解決了駕駛員的眩光反應(yīng)（研究發(fā)現(xiàn)，眩光的影響，會使駕駛員的反應(yīng)時間增加 1.4秒。當(dāng)汽車以百公里時速行駛時，會使剎車距離增加近一倍），保證了駕駛安全。

以江淮賓悅公務(wù)版防眩目內(nèi)后視鏡為例：

圖4 電子防眩目后視鏡（內(nèi)置倒車顯示+TPMS接收）

內(nèi)后視鏡背面配有環(huán)境傳感器，正面配有眩光傳感器，當(dāng)直接視野光強(qiáng)不小于100LUX以及倒檔狀態(tài)下，后視鏡反射率大于55%，符合日間行車法規(guī)要求；當(dāng)直接視野光強(qiáng)小于 3LUX，即在夜間或視野較差的隧道環(huán)境下行駛時，依據(jù)表3-1的邏輯功能實現(xiàn)防眩目：

現(xiàn)在的防眩目后視鏡，不僅具有防眩目功能，還具有指南針、車內(nèi)溫度監(jiān)控、胎壓監(jiān)測顯示、倒車顯示等一系列的功能。

表1 防眩工作狀態(tài)表

例如賓悅公務(wù)版內(nèi)后視鏡在電子防眩目的基礎(chǔ)上就集成了胎壓報警功能和倒車顯示功能，如圖3.2所示。

2.2.4 記憶存儲式后視鏡

國內(nèi)外后視鏡角度調(diào)節(jié)的發(fā)展可以分為三個階段：

第一階段是無調(diào)整或簡單調(diào)整階段。

第二階段是電動調(diào)節(jié)階段。

第三階段是記憶存儲式調(diào)整階段。

駕駛員對于后視鏡調(diào)整的不變性并未通過電動調(diào)整得到根本的解決，例如在車輛擁有多位常用駕駛者時，如夫婦、老板與司機(jī)等，更換駕駛員時后視鏡需要重新調(diào)節(jié)。記憶存儲十后視鏡有效解決了此類問題。記憶功能是后視鏡與車載電腦結(jié)合在一起的配置，在操作時駕駛員可根據(jù)身高及駕駛習(xí)慣等條件調(diào)節(jié)后視鏡最佳視角，通過內(nèi)置的記憶芯片存儲后視鏡的調(diào)節(jié)參數(shù)，每個記憶按鈕都可記憶一個人的設(shè)置。在需要調(diào)取不同用戶設(shè)置的角度時，后視鏡會通過電動的方式自動還原該用戶的設(shè)置，免去反復(fù)調(diào)節(jié)的過程。

以江淮瑞風(fēng)A6為例：

圖5 瑞風(fēng)A6記憶存儲式后視鏡操控按鈕

與普通電動調(diào)節(jié)后視鏡相比，此后視鏡內(nèi)增加了位置電位器模塊，最多可以提供三個存儲位置。當(dāng)前駕駛員將后視鏡面調(diào)整到自己需要的角度后，按壓“SET”按鈕，隨即在7秒鐘內(nèi)按壓一個記憶按鈕（如圖5），位置電位器會將當(dāng)前鏡面位置信號轉(zhuǎn)化為電壓信號發(fā)送至空間模塊內(nèi)，由于后視視野是由駕駛員眼睛的高度，座椅的前后位置以及后視鏡的鏡面角度共同決定的，因此座椅模塊也會同時存儲當(dāng)前座椅位置信息。當(dāng)后視鏡面角度及座椅位置被重新調(diào)整后，該駕駛員只需按壓之前設(shè)置的記憶按鈕，空間模塊便會根據(jù)之前存儲的位置信息將后視鏡以及座椅調(diào)整至相應(yīng)的位置，調(diào)整一步到位，方便快捷。

2.3 后視鏡行業(yè)新技術(shù)探討

2.3.1 概述

汽車后視鏡作為駕駛員間接視野的主要來源，涉及到行車安全，因此，后視鏡技術(shù)都是圍繞如何擴(kuò)大視野（如2.2.2中的變曲率后視鏡）、增強(qiáng)真實感、防眩目（如2.2.3中的電子防眩目內(nèi)后視鏡）、夜視、提高操作方便性（如2.2.4中的后視鏡記憶功能）、經(jīng)久耐用性和美觀協(xié)調(diào)性等方面展開的。

2.3.2 車外后視鏡攝像機(jī)

前乘客側(cè)的某一特定區(qū)域在駕駛員處無法看到。因為車外后視鏡、車門鈑金以及 A 柱擋住了該區(qū)域（如圖 6中 3號區(qū)域）。為了能夠看到這個區(qū)域，在前乘客車外后視鏡下方安裝了車外后視鏡攝像機(jī)。現(xiàn)在駕駛員可以看到由車外后視鏡、車門鈑金以及A柱擋住的駕駛員側(cè)外部區(qū)域。

圖6 駕駛員位置視線區(qū)域

車外后視鏡攝像機(jī)可以通過設(shè)置與相應(yīng)位置的按鈕接通或關(guān)閉，車外后視鏡攝像機(jī)圖像信號顯示與車內(nèi)視頻顯示屏上，與車輛靜止時可以在顯示屏上顯示的其他圖像（例如電視 TV、車載電腦、導(dǎo)航系統(tǒng)）相比，車外后視鏡攝像機(jī)的圖像優(yōu)先顯示。

圖7 車外后視鏡攝像機(jī)的探測范圍

在被外后視鏡及A柱遮擋視線的死角區(qū)域放置一個直徑0.3m，高1m的被測物體（相當(dāng)于一個小朋友）由圖7可見，配置有車外后視鏡攝像系統(tǒng)的車輛，駕駛員可可觀察到圖 6中的視線死角區(qū)域 3，并可順利查看到被測物體，提高了行車安全性。

2.3.3 倒車電子輔助后視鏡系統(tǒng)

目前車輛后視鏡系統(tǒng)在倒車輔助方向出現(xiàn)了兩種新技術(shù)：后視攝像和倒車?yán)走_(dá)。前者通過增加間接視界，圖像直觀、真實，但無法給出精確的距離；后者將視界信息數(shù)據(jù)化，能精確地測量距離，但對于車后方的水坑、凸出的鋼筋等無法做出反映，存在安全上的死角。SOPC技術(shù)在車輛電子后視鏡系統(tǒng)中的應(yīng)用很好的解決了以上問題，該系統(tǒng)可以實時顯示車輛后方的圖像，并利用雙頻超聲波實現(xiàn)了10m以內(nèi)的大范圍測距，同時該系統(tǒng)具有語音播報測量結(jié)果及報警等功能。

倒車電子后視鏡系統(tǒng)的原理如圖8所示。整個系統(tǒng)可劃分為圖像采集及轉(zhuǎn)換、圖像及信息顯示、超聲波測距、語音播報及蜂鳴警告等部分。圖像傳感器將采集到的圖像數(shù)據(jù)送到電子后視控制器中，轉(zhuǎn)換格式后的信號經(jīng)芯片送往中控屏上顯示。超聲波測距電路共有左右兩個通道，利用兩種超聲波脈沖測量障礙物的距離及車輛的相對速度，隨后進(jìn)行危險評估再將相關(guān)的信息顯示在中控屏上，并播報距離測量結(jié)果，然后控制報警電路發(fā)出急促程度不同的蜂鳴警示音。

圖8 系統(tǒng)原理框圖

倒車電子后視鏡系統(tǒng)利用雙頻超聲波實現(xiàn)了大范圍、高精度的測距，測距范圍最小7cm，最大10m，距離為2.5m以內(nèi)時，測量誤差小于±1cm；圖像顯示清晰穩(wěn)定，使駕駛者及時、準(zhǔn)確、全面的掌握車輛后方的情況，極大的提高了倒車安全性。

2.3.4 帶雨刮器的后視鏡

雨雪天氣如何保證外后視鏡視野的清晰度一直是一個難題，目前普遍做法是在后視鏡內(nèi)配置電加熱絲，以及在后視鏡上邊緣增加帽檐，高級一些的轎車還會配置成本較高的斥水鏡面（鏡面成本相當(dāng)于目前市場上標(biāo)準(zhǔn)配置整個后視鏡的成本）。

目前出現(xiàn)了一種新型的主動清潔后視鏡面的系統(tǒng)，在后視鏡上配置雨刮器，原理在于在后視鏡鏡框上設(shè)有滑槽及在滑槽內(nèi)活動的滾珠，滾珠與鏡體下部之間連接有刮水帶，兩側(cè)設(shè)置有拉繩，刮水帶下部連接有卷拉器。工作時，按壓車內(nèi)后視鏡雨刮按鈕，通過電機(jī)帶動拉繩及滾珠實現(xiàn)鏡面清潔，使用方便，再配合電加熱絲的加熱作用，保證雨雪天氣后視鏡的清晰度。

2.3.5 鏡面導(dǎo)航系統(tǒng)

鏡面導(dǎo)航系統(tǒng)在后視鏡單元中安裝定位系統(tǒng)、語音播報系統(tǒng)，并安裝一個鏡面顯示器，可以通過車載網(wǎng)絡(luò)更新實時路況。后視鏡導(dǎo)航系統(tǒng)的優(yōu)點在于，它將車內(nèi)后視鏡和車載導(dǎo)航系統(tǒng)完美地結(jié)合起來，解放了車內(nèi)中控臺的空間。此導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)置在車內(nèi)后視鏡上，駕駛者需要獲取當(dāng)前道路信息時只需觀察后視鏡即可（如圖9），視線轉(zhuǎn)移和分散較少，同時還可以同時觀察車后狀況，最大程度上保證了行車安全。

圖9 鏡面導(dǎo)航系統(tǒng)

此系統(tǒng)模塊化程度高，江淮乘用車上只需考慮后視鏡基座與前風(fēng)擋玻璃的契合問題以及線束布置即可實現(xiàn)完美移植，借以提升整車品質(zhì)感。

3 結(jié)論

通過對汽車后視鏡基本概念及主要參數(shù)的闡述，并對江淮汽車后視鏡新技術(shù)以及汽車行業(yè)后視鏡新技術(shù)的探討。不難看出，后視鏡新技術(shù)多數(shù)關(guān)聯(lián)了整車電器系統(tǒng)，特別是影音娛樂及控制單元，出于人機(jī)工程的考慮，還需兼顧座椅系統(tǒng)的配合?？偠灾?，汽車是一個整體，后視鏡作為汽車的一部分，其科技創(chuàng)新實在整車技術(shù)進(jìn)步的前提下進(jìn)行的。

本論文粗淺的探討了后視鏡在行車安全以及提高操作方便性方面的幾個典型的新技術(shù)，為后期開發(fā)變型產(chǎn)品在后視鏡模塊儲備一個可供參考的資料，系統(tǒng)思考，組織記憶，為多變化的乘用車市場需求提供有力的后盾。