王祥林，趙貝貝，劉 昆Wang Xianglin，Zhao Beibei，Liu Kun

重型卡車電子外后視鏡的應用

王祥林，趙貝貝，劉 昆
Wang Xianglin，Zhao Beibei，Liu Kun

（北汽福田汽車股份有限公司，北京 102206）

目前國內(nèi)市場的重型卡車均存在視覺盲區(qū)大的弊端，嚴重影響了車輛行駛安全，利用攝像頭加顯示屏組合的電子外后視鏡，能極大減小駕駛員的視覺盲區(qū)。在外界光線不良的場景下，電子外后視鏡可以通過攝像頭光圈調(diào)節(jié)和圖像處理的方式，保證駕駛員獲得良好的視野，有效提升安全性。相比傳統(tǒng)后視鏡，電子外后視鏡體積小，有效減小風阻，提升了動力性和經(jīng)濟性，并且其橫向尺寸也有縮小，有利于狹窄路況會車。

攝像頭；盲區(qū)；視野

0 引 言

車輛常規(guī)外后視鏡的面積和調(diào)整角度是有限制的，駕駛員的視覺存在很大盲區(qū)，會嚴重影響車輛行駛的安全性，對于重型卡車，這個弊端尤為突出；常規(guī)外后視鏡體積較大，增加了整車風阻，降低了車輛的動力性和經(jīng)濟性；常規(guī)外后視鏡會增加車輛的橫向尺寸，不利于狹窄路況會車。此外，在光線不良的場景下，駕駛員無法通過常規(guī)外后視鏡獲得安全視野，如夜間行車在后車開啟遠光燈時，外后視鏡不僅不能滿足視野要求，反而會使駕駛員產(chǎn)生眩暈感[1]。

用戶對常規(guī)外后視鏡已產(chǎn)生諸多抱怨，為提升用戶體驗，針對重型卡車開發(fā)了一款攝像頭加顯示屏全新電子外后視鏡，可有效解決上述問題。研發(fā)中主要技術點包括攝像頭的定位與視野調(diào)校、長時間成像的可靠性、光線不良場景下的解決方案、成本與兼容問題。

1 攝像頭的定位與視野調(diào)校

根據(jù)國家法規(guī)要求，重卡必須安裝II類、IV類、V類和VI類后視鏡。II類后視鏡提供車外后部視野，IV類后視鏡提供車外廣角視野，V類后視鏡提供盲區(qū)視野，VI類后視鏡提供前方視野。重卡電子外后視鏡系統(tǒng)由3個攝像頭和3塊顯示屏組成，其中提供II類外視野和IV類廣角外視野的攝像頭共用，左右各1個，提供V類補盲外視野和VI類前視野的攝像頭共用 1個，如圖1所示。

圖1 攝像頭布置圖[2]

經(jīng)反復調(diào)校，最終測得II類電子外后視鏡視野如圖2所示，IV類電子外后視鏡視野如圖3所示，V類電子外后視鏡視野如圖4所示，VI類電子外后視鏡視野如圖5所示，在滿足了相關法規(guī)的前提下，盡可能地擴大了視野范圍以減小盲區(qū)。

圖2 II類電子外后視鏡視野

圖3 IV類電子外后視鏡視野

圖4 V類電子外后視鏡視野

圖5 VI類電子外后視鏡視野

II類、IV類電子外后視鏡視野在駕駛室內(nèi)的左右各1塊顯示屏顯示，如圖6所示，顯示屏上部顯示II類外視鏡視野，顯示屏下部顯示IV類外視鏡視野。V類和VI類電子外后視鏡視野在駕駛室內(nèi)的右下側(cè)顯示屏顯示，如圖7所示。

圖6 II類、IV類電子外后視鏡視野顯示

圖7 V類、VI類電子外后視鏡視野顯示

使用電子外后視鏡后，重卡的視野范圍增強，并極大地減少了視覺盲區(qū)，與常規(guī)后視鏡的視野對比如圖8所示。

圖8 2種后視鏡的視野對比[3]

2 長時間成像的可靠耐久性

采用電子外后視鏡，車輛一啟動則需要正常運行，在任何路況和外部環(huán)境下都需保證其能夠正常使用，這對電子外后視鏡的可靠性和耐久性要求非常高。主機廠通過搭載可靠性樣車和耐久性樣車進行整車道路驗證。

可靠性試驗采用該車型目標用戶使用工況的各種道路占比來確定試驗里程分配，見表1。

表1 可靠性試驗工況 km

耐久性試驗根據(jù)典型用戶道路與試驗場道路的相關性分析，確定采用試驗場10 000 km等效強化壞路對應典型用戶道路B10壽命，試驗所包含的典型路面和試驗車速要求見表2。

表2 耐久性試驗工況 km/h

通過搭載整車進行驗證，確保電子外后視鏡系統(tǒng)安全可靠。另外，攝像頭還應具備加熱功能，防止霧化或結冰影響成像效果，加熱器可以根據(jù)車外溫度自動激活工作。

3 光線不良場景下的解決方案

電子外后視鏡成像的一個關鍵條件是光照，外界光線不良時，如后方車輛開啟遠光燈使光照過強、夜間行駛外界光線過暗或旁側(cè)車輛信號燈閃爍導致光線閃爍等，均會導致成像質(zhì)量變差。

通常有兩種解決方式：一種是改變攝像頭參數(shù)，如調(diào)節(jié)光圈；另一種是依靠處理器對圖像進行處理，將采集到的圖像處理成數(shù)字信號傳送給系統(tǒng)控制器，依靠高動態(tài)范圍成像技術，主動進行亮度調(diào)節(jié)，在外界光線不足的條件下也會獲得清晰的視野，使顯示屏呈現(xiàn)出適宜的畫面。這兩種方式均對控制和運算速度提出了較高要求。

另外，還有一種基于紅外線成像的技術，用以解決光線不良時的成像問題。在攝像頭上安裝紅外燈輻射“照明”，產(chǎn)生人眼看不見而普通攝像機能捕捉到的紅外光，通過黑白攝像機實現(xiàn)拍攝。這種方式可以消除可見光對成像的影響，且目前相關技術已成熟，可以大規(guī)模使用[4]。

4 成本和兼容性問題

隨著攝像頭傳感器的分辨率增加，攝像頭和數(shù)據(jù)傳輸使電子外后視鏡的生產(chǎn)成本大幅增加，目前市場上有多種高清視頻傳輸數(shù)字串行標準，但與電子外后視鏡的高清視頻傳輸技術所需線纜和連接器并不兼容[5]。

近年來汽車電子技術快速發(fā)展，降本成效顯著。各大主機廠綜合考慮成本、能耗、安全性等因素，已在部分高端乘用車和商用車上率先使用電子外后視鏡，如圖9所示。相信隨著汽車電子技術的不斷進步，電子外后視鏡將得到更加廣泛的應用。

圖9 客車電子外后視鏡的應用

5 總 結

（1）采用電子外后視鏡可以提升車輛安全性，使駕駛員視野更廣闊，并極大地減少了視覺盲區(qū)；同時輔以數(shù)字修正技術，提高了在炫光、黑暗、雨天、隧道等光線不良情況下的成像清晰度，降低了安全事故發(fā)生的概率。

（2）采用電子外后視鏡可以降低車輛風阻、油耗，提升車輛動力性、經(jīng)濟性。

（3）目前，電子外后視鏡在商用車上的需求較突出，尤其是客車、重卡、中卡等盲區(qū)較大的車型，可以有效提升用戶滿意度。

[1]張昕磊．以奧迪E-tron為例淺談攝像頭外后視鏡[J]. 河北農(nóng)機，2019（8）：66．

[2]歐陽星．全景系統(tǒng)的攝像頭固定結構設計[J]. 現(xiàn)代制造技術與裝備，2019（2）：42-44．

[3]李海玲，李瀟，楊赫，等．電動客車智能化設計方案[J]．客車技術與研究，2020（1）：10-12．

[4]宋奕岑．對汽車后視鏡的攝像頭替代方案分析[J]．山東工業(yè)技術，2018（4）：21．

[5]萬其倉，劉營營．后視影像取代傳統(tǒng)后視鏡的應用與分析[J]．時代汽車，2017（18）：97-98．

U463.85+6

A

10.14175/j.issn.1002-4581.2021.02.009

1002-4581（2021）02-0029-04

2020-11-16