本刊記者 李浩東 文

2021 年7 月8 日，曼恩(MAN)為其最新一代TGX 卡車(圖1)帶來了包括電子視鏡系統(tǒng)、駕駛輔助系統(tǒng)、燃油效率提升等在內(nèi)的一系列功能更新。其中最大的亮點之一就是這套名為“MAN Optiview”的電子視鏡系統(tǒng)；這也應該是繼梅賽德斯-奔馳卡車與達夫之后，第3 家推出電子視鏡系統(tǒng)的歐洲卡車制造企業(yè)。

圖1 配備 MAN Optiview 的曼恩最新一代TGX 卡車

電子視鏡系統(tǒng)(或電子后/ 前視鏡系統(tǒng))，國際標準組織(ISO)稱其為攝像頭監(jiān)控系統(tǒng)，即Camera Monitor System(簡稱：CMS)。電子視鏡系統(tǒng)是怎樣工作的？可以帶來哪些好處？還有哪些需要提升？未來能否替代傳統(tǒng)光學后視鏡？接下來，筆者就借著近年發(fā)布的幾款采用電子視鏡系統(tǒng)的卡車來給大家詳細介紹一下。

梅賽德斯-奔馳卡車——“MirrorCam”

梅賽德斯-奔馳卡車(Mercedes-Benz Truck)是最早發(fā)布電子視鏡系統(tǒng)的歐洲卡車制造企業(yè)。早在2016年，梅賽德斯-奔馳卡車在德國IAA 2016(2016 漢諾威國際商用車展)上就曾展出過配備電子視鏡系統(tǒng)的概念卡車(圖2)，而后來(2018 年)最終發(fā)布的實際應用版本與其較為接近。

圖2 梅賽德斯-奔馳卡車在IAA2016 上展出的概念車型是最早裝備電子后視鏡系統(tǒng)的歐洲卡車

2018 年9 月6 日，梅賽德斯-奔馳卡車在柏林全球首發(fā)了配備電子視鏡系統(tǒng)的新 Actros 旗艦車型(圖3)，并為這套系統(tǒng)命名為“MirrorCam”。

圖3 2018 年9 月6 日，梅賽德斯-奔馳卡車在柏林全球首發(fā)配備 MirrorCam 系統(tǒng)的新 Actros 旗艦卡車(一車兩色)

據(jù)了解，梅賽德斯-奔馳卡車的MirrorCam 系統(tǒng)主要由2 個外部攝像頭和2 個內(nèi)部立式彩色監(jiān)視器組成。2 個攝像頭分別安裝在駕駛室兩側(cè)的門框上部位置(圖4)，集成在向外伸展的攝像臂中；另外，為了降低在可能發(fā)生的碰撞中的損壞，攝像臂被設(shè)計成可以向前或向后折疊。

圖4 奔馳新Actros 上安裝的單攝像頭電子后視裝置

由攝像頭拍攝的畫面展示在駕駛室內(nèi)部A 柱上豎直安裝的2 個彩色監(jiān)視器上(圖5)，監(jiān)視器的屏幕尺寸均為15.2寸，分辨率為790×1 920。

圖5 豎立安裝在駕駛室內(nèi)部A 柱上的監(jiān)視器

與傳統(tǒng)光學視鏡相比，電子視鏡系統(tǒng)擁有更加豐富的輔助功能。在不同情況下，監(jiān)視器顯示的狀態(tài)也會隨之變化，以更好地幫助駕駛員操控車輛。除此之外，駕駛員可以在監(jiān)視器屏幕上增加輔助線來標記車輛的位置，這在判斷車輛距離時非常實用。

當車門打開或者發(fā)動機啟動時，電子視鏡系統(tǒng)將自動激活，監(jiān)視器將顯示默認畫面；該狀態(tài)下，監(jiān)視器同時顯示2 個畫面，分別為主視野(上)以及廣角視野(下)，模仿了傳統(tǒng)光學視鏡的顯示方式。

需要說明的是，奔馳卡車采取的是單攝像頭輸出2 個畫面的方案。監(jiān)視器屏幕被劃分為上下2 個區(qū)域(圖6)，其中下方顯示的是由廣角攝像頭拍攝到的完整畫面，而上部則是在此基礎(chǔ)上通過裁切以及拉伸等校正后得到的畫面?；诖?，MirrorCam 還提供了一個有趣的功能：車輛轉(zhuǎn)向時，當掛車與牽引車形成一定角度時，監(jiān)視器的畫面也會隨著轉(zhuǎn)彎角度而旋轉(zhuǎn)，始終保持掛車的尾部處于監(jiān)視器中，讓駕駛室隨時可以檢測到掛車尾部的狀態(tài)。

圖6 監(jiān)視器顯示屏被劃分為2 個顯示區(qū)域，上部顯示的畫面是由下部畫面裁切并校正后得到的

監(jiān)視器可以通過車門上的控制模塊、中控臺上的第2 顯示屏進行控制；此外，在副駕駛以及臥鋪區(qū)域同樣安裝有控制按鈕，可以在發(fā)動機關(guān)閉時開啟電子視鏡系統(tǒng)。(注：奔馳MirrorCam 系統(tǒng)僅將傳統(tǒng)的后視鏡進行了電子化替換，保留了傳統(tǒng)的前視鏡以及補盲外視鏡，這也是與另外2 家卡車企業(yè)產(chǎn)品不同之處之一。)

當車輛進入倒車模式時，系統(tǒng)會自動激活協(xié)助駕駛員倒車的視圖，該畫面將持續(xù)顯示直至車輛進入前進狀態(tài)且速度大于10 km/h 時切換為默認視圖。當然，也可以通過控制按鈕隨時進行切換。

除了作為代替?zhèn)鹘y(tǒng)視鏡的功能外，各個廠商也在給電子視鏡系統(tǒng)賦予更多的功能。2019 年，梅賽德斯-奔馳卡車宣布將 Sideguard Assist 的提醒功能整合進了 MirrorCam 之中(圖7)，當車輛檢測到側(cè)方有車輛或行人時，會通過聲音并在監(jiān)視器上通過視覺的方式提醒駕駛員。

圖7 整合了 Sideguard Assist 提醒的 MirrorCam 系統(tǒng)，當車輛傳感器檢測到側(cè)方行人等時會在監(jiān)視器上進行提醒

達夫——“DAF Digital Vision System”

2021 年6 月9 日，達夫(DAF)發(fā)布了包含XF、XG 以及XG+在內(nèi)的新一代卡車(圖8)，除了車輛結(jié)構(gòu)的一些升級外，也同時引入了電子視鏡系統(tǒng)——“DAF Digital Vision System”。在達夫的這套電子視鏡系統(tǒng)上可以看到不少與奔馳卡車相似的設(shè)計，但也有一些不同之處。

圖8 從左到右依次為XG+、XG 以及XF。下圖為XG+及其電子視鏡系統(tǒng)

首先，在駕駛室兩側(cè)后視鏡的解決方案上，達夫的 DAF Digital Vision System 與梅賽德斯-奔馳卡車的MirrorCam 較為相似，同樣采用了單顆攝像頭方案(圖9)。

圖9 達夫 DAF Digital Vision System 系統(tǒng)的后視攝像頭

在畫面顯示模式上，同樣模擬了傳統(tǒng)視鏡的顯示方式，即將電子屏幕分為上下2 個區(qū)域(圖10)，分別顯示廣角畫面(下)與經(jīng)裁切與校正后的畫面(上)。

圖10 達夫卡車駕駛室內(nèi)部的監(jiān)視器，在顯示模式上模擬了傳統(tǒng)光學后視鏡

與梅賽德斯-奔馳卡車不同的是，除了視鏡之外，達夫還提供了下視補盲攝像頭(圖11)和第3 塊監(jiān)視器(圖12)，用來取代前視鏡以及補盲外視鏡。攝像頭安裝在副駕駛員一側(cè)，位于A柱底部；第3 塊監(jiān)視器同樣安裝在副駕駛一側(cè)的A 柱上，橫置在副駕駛一側(cè)的后視監(jiān)視器上方，顯示由下視攝像頭所拍攝的畫面。

圖11 達夫的下視補盲攝像頭

圖12 達夫副駕駛側(cè)后視及下視監(jiān)視器屏幕

曼恩——“MAN Optiview”

與以上2 家卡車企業(yè)都不同的是，曼恩最新一代TGX 卡車配備的后視系統(tǒng)——MAN Optiview 在攝像頭數(shù)量以及顯示方式等方面都采用了與上略有不同的方案。

首先，曼恩的 MAN Optiview 系統(tǒng)將傳統(tǒng)外部視鏡進行了完全代替，包括兩側(cè)的主外視鏡與廣角外視鏡，以及補盲外視鏡和前視鏡。該系統(tǒng)由5 個攝像頭組成，車身兩側(cè)的后視裝置各有2 個攝像頭(圖13)，分別為普通攝像頭和廣角攝像頭；2 個攝像頭被整合在一個可伸縮的外臂中，外臂安裝在門框上方，代替了傳統(tǒng)的主外視鏡與廣角外視鏡。

圖13 曼恩的雙攝像頭電子后視鏡

與電子視鏡相匹配的是安裝在駕駛室內(nèi)A 柱上的2 塊監(jiān)視器(圖14)，兩側(cè)攝像頭的畫面分別投放在這2 塊屏幕上。需要注意的是，2塊屏幕的尺寸并非一致，在駕駛員一側(cè)的屏幕尺寸為13 in，而在另一側(cè)的屏幕尺寸則為15 in，這是考慮到因距離原因?qū)е碌漠嬅嬉曈X上會變小的問題，屏幕的亮度和對比度會根據(jù)環(huán)境自動進行調(diào)節(jié)，也可以通過車門上的控制模塊進行手動調(diào)整。

圖14 曼恩駕駛室內(nèi)部的監(jiān)視器

另一個(前視)攝像頭安裝在副駕駛側(cè)的A 柱上(圖15)，代替了前補盲鏡的功能；與達夫不同的是，這個攝像頭的畫面顯示在位于中控臺的12 in 多媒體屏幕上，而非增加第3 塊監(jiān)視器。當車輛以低于10 km/h 速度向前行駛時，前置攝像頭拍攝的畫面將會自動顯示在多媒體屏上。

圖15 安裝在A 柱上方的曼恩前視攝像頭

曼恩的這套MAN Optiview 系統(tǒng)不僅帶來了無盲區(qū)的畫面收集，還設(shè)計了多種智能交互模式，以提升駕駛員的操作效率。

在顯示方式上，MAN Optiview 共有3 種模式：標準視圖、放大視圖以及廣角視圖，電子屏上顯示的畫面會根據(jù)車速、轉(zhuǎn)向角度的以及車輛前進或者倒退等不同狀態(tài)進行自動切換，駕駛員也可以隨時根據(jù)個人偏好通過車門上的控制模塊進行手動調(diào)節(jié)。

(1)標準視圖(圖16)：標準視圖是默認視圖，在車門開啟或者車輛啟動時，車輛會自動開啟標準畫面視圖。該模式下，電子監(jiān)視器顯示的畫面與傳統(tǒng)視鏡基本相當。在監(jiān)視器上會有一橫一豎2條交叉的分界線將畫面分為4 個部分，顯示的畫面是由標準攝像頭與廣角攝像頭拍攝到的畫面拼接而成。在這個模式下，車身側(cè)面的畫面顯示范圍與傳統(tǒng)視鏡相比得到了大幅提升。

圖16 標準視圖：右上為主攝像頭拍攝的畫面，另外3 個區(qū)域為廣角攝像頭拍攝的畫面，顯示器的畫面由2 個攝像頭拍攝的畫面拼接而成

(2)放大視圖(圖17)：在放大視圖中，監(jiān)視器會將由標準攝像頭拍攝的畫面進行放大顯示，便于駕駛員觀察車輛尾部及遠處的道路狀況。這個畫面模式會在車速達到60 km/h 時自動開啟，也可以手動調(diào)節(jié)為50 km/h。這個模式下，駕駛員可以更早注意到相鄰車道上快速接近的車輛；此外，倒車時也可以作為輔助。

圖17 放大視圖：在標準視圖基礎(chǔ)上，由主攝像頭拍攝的畫面會進行放大，其余視圖則變形縮小

(3)廣角視圖(圖18)：廣角視圖是第3 種顯示模式。這個模式下，監(jiān)視器將只顯示廣角攝像頭拍攝到的畫面。該模式在城市內(nèi)低速行駛以及倒車時非常實用，在車輛進入倒車模式時會自動切換到該畫面。

圖18 廣角視圖：監(jiān)視器僅顯示由廣角攝像頭拍攝的畫面

除以上幾種模式外， 曼恩還提供了city automatic(城市自動)與automatic curve(自動彎道)2種模式，以應對不同場景。其中，在city automatic模式下，車輛會在50 km/h 速度以下時自動開啟廣角視圖；在automatic curve模式下，一旦牽引車與半掛車或掛車之間達到一定的彎道角度，或選擇了轉(zhuǎn)向指示器，系統(tǒng)會自動切換到廣角視角。這樣，駕駛員能夠看到車輛周圍的環(huán)境，沒有任何盲點，駕駛員可以及時發(fā)現(xiàn)靠近車輛的騎行人、行人或障礙物，避免事故的發(fā)生。

和梅賽德斯-奔馳卡車一樣，MAN OptiView 同樣為電子視鏡系統(tǒng)帶來了一些輔助功能。例如，寬度和長度標識可以疊加在側(cè)面監(jiān)視器屏幕的視圖上，使駕駛員在超車或操縱時更容易判斷距離和尺寸。此外，通過MAN OptiView，轉(zhuǎn)彎輔助、變道支持LCS和變道防撞助手的警告指示燈也會顯示在2 個監(jiān)視器上。

電子視鏡系統(tǒng)真的好用嗎？

用電子視鏡系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)光學視鏡一直存在一定的爭議。要討論電子視鏡是否好用，關(guān)鍵還要看它解決了哪些問題。

(1)首先是安全方面的提升。對商用車而言，駕駛盲區(qū)一直是一個難以完全解決的痛點，而電子視鏡系統(tǒng)以及車輛上的一些智能輔助系統(tǒng)可以很好地解決這個問題，讓盲區(qū)變得可見。不僅如此，去掉傳統(tǒng)視鏡尤其是兩側(cè)巨大的后視鏡后，還可以極大地提升駕駛員的視野(圖19)，有利于更好地掌握和判斷周圍的情況。

圖19 用電子后視鏡代替?zhèn)鹘y(tǒng)后視鏡可以獲得視野的提升

(2)電子視鏡系統(tǒng)還可以起到監(jiān)控作用。在夜間休息時，駕駛員可以使用電子視鏡在側(cè)面屏幕上查看車輛周圍的情況，并在媒體系統(tǒng)屏幕上查看前置攝像頭圖像，特別是夜間窗簾關(guān)閉時，可以更早地發(fā)現(xiàn)卡車周圍的可疑行動。監(jiān)控模式可以在任何時候使用下層臥鋪上的控制模塊立即激活，甚至在睡覺的時候。在曼恩的MAN Optiview 系統(tǒng)中，如果車輛另配備了后視攝像頭，那么這個攝像頭的圖像也會以分屏的形式顯示在多媒體屏幕上，起到無死角監(jiān)控的作用。

(3)還有一項不得不提的是能耗的降低。這一點對乘用車而言或許感知并不明顯，但對商用車而言則是一個巨大的提升。根據(jù)梅賽德斯-奔馳卡車的測試，采用電子視鏡系統(tǒng)的卡車可以減少1.5%的油耗，這對于提升用戶收益、降低CO2排放都是一個好消息。

(4)除了以上這些作用外，電子視鏡還有不少的好處等待發(fā)掘。它不只是簡單地替代了傳統(tǒng)視鏡的功能，其電子載體的特性也為其未來拓展更多的功能提供了想象空間。作為汽車向智能化方向發(fā)展的一部分，汽車廠商也會為電子視鏡賦予更多功能。

好處雖多，但問題依然存在

沒有什么事物是絕對完美的，電子視鏡系統(tǒng)可以帶來諸多的好處，但也尚存一些問題。其中較受關(guān)注的是電子視鏡的可靠性及穩(wěn)定性問題，包括電子元器件的壽命和老化，電子系統(tǒng)的延遲，在不同環(huán)境下的使用體驗，使用以及維修成本等。

美國國家公路安全管理局(NHTSA)就曾表達過對電子視鏡系統(tǒng)的擔憂。該機構(gòu)2017 年對原型攝像機監(jiān)控系統(tǒng)的測試發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)在大多數(shù)情況下“普遍可用”；在黃昏和黎明時，可以提供比傳統(tǒng)光學鏡更高質(zhì)量的圖像。但測試也暴露了包括夜間顯示器太亮、圖像扭曲(圖20)、相機鏡頭會被雨滴遮擋等潛在缺陷。

圖20 曼恩監(jiān)視器顯示的畫面，如果仔細觀察可以發(fā)現(xiàn)有明顯的拼接斷層以及輕微的色差問題

但值得高興的是，在介紹的上述幾家歐洲卡車企業(yè)發(fā)布的電子視鏡系統(tǒng)中，廠家針對這些問題都提供了專門的解決方案。例如，針對不同的氣溫和光照情況，為攝像頭增加了自動加熱功能來防止起霧、安裝防炫光的濾光片以降低陽光從低角度照射以及來自后方的強光照射時的影響；針對下雨等天氣情況，通過特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計，將攝像頭周圍的氣流進行引導，可以保護攝像頭不受雨水影響，從而保證攝像頭在惡劣天氣下也能夠提供高質(zhì)量的畫面；針對夜間屏幕過亮問題，提供了根據(jù)環(huán)境光改變亮度的技術(shù)等等。

從“可用”到“好用”，電子視鏡系統(tǒng)還在不斷摸索，還沒有一個“標準答案”可以提供給行業(yè)。

法規(guī)隨行，電子視鏡國內(nèi)外發(fā)展動態(tài)

法規(guī)方面，目前全球只有日本和歐洲的法規(guī)允許使用電子視鏡系統(tǒng)替代傳統(tǒng)光學視鏡。歐洲法規(guī)方面主要有UN ECE R46-2016《關(guān)于間接視野裝置及安裝間接視野裝置車輛認證的統(tǒng)一規(guī)定》和ISO 16505-2019《攝像頭監(jiān)視系統(tǒng)的人體工程學和性能方面的要求和測試程序》(圖21)。還有一個法規(guī)，IEEEP 2020 Standardfor Automotive System Image Quality(車載相機圖像質(zhì)量標準)。IEEEP 2020 希望規(guī)范車上所有與攝像頭圖像質(zhì)量相關(guān)的測試和問題；無論是人類視覺應用，還是計算機視覺應用都在其范疇；而且其主要規(guī)范的就是攝像頭成像系統(tǒng)的圖像質(zhì)量。

圖21 從左到右依次為：UN ECE R46-2016《關(guān)于間接視野裝置及安裝間接視野裝置車輛認證的統(tǒng)一規(guī)定》、ISO 16505-2019《攝像頭監(jiān)視系統(tǒng)的人體工程學和性能方面的要求和測試程序》、IEEEP 2020 Standardfor Automotive System Image Quality(車載相機圖像質(zhì)量標準)

美國國家公路安全管理局(NHTSA)在2014 年允許使用CMS，但不能完全取代傳統(tǒng)玻璃反射鏡。不過，對商用車特別開了綠燈，自2019 年1月起，可以試用5 年，用CMS 取代傳統(tǒng)的玻璃反射鏡。SAE 正在制定的J3155 標準(圖22)，則允許乘用車用CMS 取代傳統(tǒng)的玻璃反射鏡。

圖22 仍在制定中的SAE J 3155

2017 年，特斯拉在洛杉磯發(fā)布了其純電動牽引車——特斯拉 Semi Truck(圖23)，可以看到在這款卡車上同樣用電子視鏡代替了傳統(tǒng)光學視鏡。然而這款當初宣布將于2019 年上市的卡車經(jīng)歷了多次跳票，至今仍未上市。

圖23 2017 年發(fā)布的采用電子視鏡系統(tǒng)的特斯拉 Semi-Truck

不過根據(jù)最新的爆料，特斯拉的Semi Truck 即將進入最終的生產(chǎn)階段，同時在最新的渲染圖中，傳統(tǒng)后視鏡再次出現(xiàn)在了駕駛室的A 柱上(圖24)，這可能也是特斯拉在當前美國法規(guī)下的一種妥協(xié)。

圖24 最新爆料中的特斯拉 Semi 增加了傳統(tǒng)后視鏡

國內(nèi)法規(guī)方面，GB 15084-2013《機動車輛 間接視野裝置性能和安裝要求》允許安裝電子視鏡(圖25)，但還不允許電子視鏡取代玻璃視鏡。估計，未來1～2 年內(nèi)GB 15084 修訂版或會跟上UN ECE R46-2016 步伐。我們期待標準下一次升級版可以允許替代。

圖25 GB 15084-2013《機動車輛間接視野裝置性能和安裝要求》對用于間接視野的攝像機 - 監(jiān)視器裝置進行了要求

盡管國內(nèi)暫時還不允許電子視鏡系統(tǒng)替代傳統(tǒng)光學視鏡，但已有企業(yè)在電子視鏡方面進行了嘗試，甚至有企業(yè)將其應用到了實際銷售的車輛上。

例如，2019 年11 月，東風商用車在武漢商用車展上展出的配備電子視鏡系統(tǒng)的新一代東風天龍概念車(圖26)，從攝像頭排布以及監(jiān)視器等方面都能夠看到不少已經(jīng)正式發(fā)布的歐洲卡車的影子。2020 年5 月，一汽凌源(現(xiàn)名:飛和汽車、FHA)在河北發(fā)布了滬尊S200 重卡，其智尊版上同時安裝有電子視鏡系統(tǒng)與傳統(tǒng)光學視鏡(圖27)，帶有“電動加熱的視鏡補盲攝像頭”；根據(jù)法規(guī)，該車同時保留了傳統(tǒng)光學視鏡。

圖26 2019 年11 月，東風商用車展出的新一代東風天龍概念車

圖27 同時安裝有電子視鏡系統(tǒng)與傳統(tǒng)光學視鏡的一汽凌源滬尊S200 智尊版

結(jié)語

對于整車而言，視鏡系統(tǒng)只是很小的一部分，但它的變革從某種程度上反映著近年來汽車技術(shù)的發(fā)展，尤其是隨著5G、大數(shù)據(jù)、無人駕駛技術(shù)以及更多新技術(shù)在車輛上的應用，在低碳化、電動化、智能化等發(fā)展背景下，汽車行業(yè)正在經(jīng)歷著巨大的變革。未來的汽車會是什么模樣，又會給道路運輸業(yè)帶來哪些積極的影響？我們十分期待。T國內(nèi)有企業(yè)可以生產(chǎn)電子視鏡系統(tǒng)(CMS)

目前國內(nèi)對電子后視鏡的研發(fā)及應用均處在探索階段，其應用作為對傳統(tǒng)光學視鏡的有益補充(輔助駕駛部件)，或自動駕駛車輛的傳感和控制部件。據(jù)了解，目前國內(nèi)已有企業(yè)可以生產(chǎn)電子視鏡系統(tǒng)(CMS)及相關(guān)產(chǎn)品，例如銳明技術(shù)、豫興電子等企業(yè)，其生產(chǎn)的產(chǎn)品相比國外產(chǎn)品性價比較高。

銳明技術(shù)是以人工智能為核心的商用車安全及信息化解決方案提供商，其各類車載主機、車載攝像機、專用車載外設(shè)、主動安全套件等硬件和管理平臺軟件已廣泛應用于公交、兩客一危、貨運、渣土、環(huán)衛(wèi)、出租等行業(yè)。其全景電子后視鏡由主機、4 個高清夜視攝像頭、2 個高清電子豎屏等組成，融合了360°環(huán)視全景方案，具有寬動態(tài)、廣視角、雨夜可視效果突出、高清顯示無視線盲區(qū)等特點。

豫興電子研發(fā)的電子視鏡具有盲區(qū)可視、風險預警、有效證據(jù)和運營管理 4 大功能；2020 年與元橡科技簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，在電子后視鏡 (CMS)由盲區(qū)可視到風險預警等領(lǐng)域展開深度合作。 （黎 明）