电子后视镜 Camera Monitor System,缩写为CMS,通过摄像头和显示器的组合取代传统的光学后视镜。CMS能够降低风阻,提升续航里程,减少视野盲区,提高驾驶安全性。
传统后视镜为了保证足够的视野,通常设计尺寸比较大,两侧突出的外型在汽车高速行驶时会产生很大的风阻和噪音。根据风洞试验,传统后视镜造型对于整车风阻系数的影响范围在2%-5%左右。
传统后视镜的镜面形状时固定的,驾驶员的视线盲区在后车门向外约30度以外的范围,极有可能刮蹭到盲区的行人、自行车或其他小型物体。
传统后视镜的盲区
特斯拉Cybertruck电动皮卡,使用两个摄像头外后视镜代替传统后视镜,体积更小,极大降低了风阻。
奥迪E-Tron使用电子外后视镜代替传统后视镜,在主、副驾驶的车窗下各增加7英寸、1280*1080的OLED屏幕,驾驶员可以放大或缩小屏幕中的画面。驾驶员从车内观察车外时几乎不会产生视线盲区,可视范围可达传统后视镜三倍左右。
在不良天气,光线不足或夜间行驶状况下,电子后视镜能够提供良好的能见度,防眩光,提高了行驶的安全性。雷克萨斯ES的电子外后视镜系统上,驾驶员可以通过按键让视角在常规、广角、长焦角度之间切换。
当进入到L3+级别智能驾驶的时候,电子外后视镜能够采集周边影像进行环境分析。随着新能源汽车智能化发展加速,智能驾驶感知需求不断提升,有望推动电子外后视镜CMS持续增长。
CMS电子外后视镜的设计难度高,无论是倒车后视,环视,还是流媒体ADAS摄像头,设计难度都无法与CMS电子外后视镜相提并论。
CMS对摄像头要求极高
CMS摄像头处于车身外部,要求防水,工作温宽要求高,需要抗老化,抗冲击。
CMS摄像头需要放泼溅,耐脏,对于镜头的镀膜要求比较高。
CMS摄像头拍摄画面用来给驾驶员进行驾驶判断,对于图像的还原度,色彩饱和度,对比度,锐度要求比较高。
CMS摄像头系统失效影响安全驾驶,属于汽车安全件,对于使用寿命和可靠性要求高。
CMS产品设计需要考虑高光比环境下宽动态/高光抑制,黑暗环境下低照度/热噪,强阳光下抗炫光/逆光抑制,雨雪天气下疏水/加热,粉尘/扬沙天气下防污染抑制等。CMS在研发、生产中涉及领域多,跨行业要求高,设计要求与功能测试等方面都高于一般电子产品。
CMS系统一般由摄像头、系统控制器和显示屏组成。
摄像头:将采集到的图像处理成数字信号传送到系统控制器,保证行车过程中驾驶员获得良好的实时路况。
系统控制器:一般与显示屏集成为一体,通过CAN与其他控制单元通讯,实现汽车各控制单元之间的信息共享与协同。
显示屏:界面具有可调整图像显示、切换、调节侧视镜显示区域等功能。
CMS系统架构与功能要求
FPGA、ASIC、解串行加视频编解码器
雷克萨斯使用的显示+ADAS型CMS架构,典型架构如下: