电子后视镜3大优势能解决挂车烦恼吗？晚上效果怎么样？
【卡车之家 原创】你有没有过这样的经历？大晚上在高速上跑车后视镜看不太清，被突然窜出来的小车吓了一跳，这种情况属实比较常见。前几天和一卡友正好聊到这事，晚上跑高速，恰好遇到一辆可能缺电的绿牌小轿车，甚至灯光都没开的情况下，从应急车道直接超车，着实吓了一跳。
那么，夜间开车，判断后方有没有车，真的只能看后视镜亮不亮吗？
挂车的烦恼 后视镜视角有限
对于一般牵引车而言，所谓驾驶烦恼当中必然有后视镜视野不好这一项。平头卡车的视野本身就比较好，正常情况下，盲区没有太大的问题。反而是挂车倒车的时候，一旦转向角度过大，某一侧的挂车基本上就看不见侧面与后面，有时反而需要下车去判断位置。
另外一种则是不少卡友吐槽，晚上由于视线本身不好，对于一般的轿车还好，至少可以通过后视镜的灯光反光来判断后方车辆的位置。但是对于没有开灯的另类、小型电瓶车以及行人，夜间的后视镜观察能力确实非常有限，有没有好的解决方案呢？
电子后视镜 或许是趋势
如果没有记错的话，其实国外早在2013年就开始了初代电子后视镜的相关研发与测试，这其中就包括我们熟知的沃尔沃、奔驰。在2018年汉诺威车展上，奔驰、德国mekra梅克朗等几家企业均展示了最新的电子后视镜技术。
所谓电子后视镜，其学名称之为数字视觉系统（Digital VisionSystem）。其本身与我们传统所了解的摄像头有着本质上的区别，并非单纯地通过摄像头来直接反馈显示画面，与现阶段常见的四方位影像及全景影像的工作原理并不相同。
以德国梅克朗VDS视觉系统为例，现阶段已经广泛的应用于多款欧洲卡车之上。其VDS系统主要由高清摄像头、数字视觉处理系统、安全系统以及液晶显示屏构成，电子后视镜上方的视觉系统主要负责图像的采集，在经过数字化系统处理图像，确保最终的图像呈现出清晰明亮的画面，再输出至驾驶室内部显示屏之上。
据了解，摄像头通常情况下会采集120帧图片（我们常见的视觉画面为30帧），经过特殊图形处理器识别处理后，再传输至驾驶室内的液晶显示屏之上，以确保卡车司机无论是弱光环境还是强光环境下依然能够在第一时间能够看到清晰明亮的图案。
并且，一般电子后视镜都设计有主镜头和广角镜头，行驶过程中可以根据车辆的转弯角度，适时调整角度，以确保挂车在转弯的情况下也能保持合适的视野。
三大优势 吊打传统后视镜
电子后视镜显示范围及传统后视镜显示范围
更广的观测范围： 在环形路或者环岛行驶时，半挂车用传统后视镜观察挂车尾部的范围始终有限。相比之下，使用传统的后视镜系统，由于半挂车/牵引车组合的铰接角度，拐角内侧的后视镜通常只能显示挂车的侧壁。
然而，在电子后视镜上，拐角内侧显示屏上的图像也可以旋转，因此驾驶员在转弯时始终可以完美地看到拖车的末端。
雨天强光照样正常工作： 一般情况下，驾驶传统挂车在夜间或者是雨天，都难以保障清晰的视野。雨天勉强还能偶尔带个擦布，擦擦后视镜，但是夜间就彻底只能瞪着眼睛看。
对于电子后视镜，则能更大程度地解决这一问题。其电子后视镜位置通常安装高度较高、加之特殊的造型设计以及摄像头的防水涂层，可最大限度地减少水渍以及泥水的附着。
对于夜间工作，摄像头本身会根据黄昏、夜晚的光线变化来自动调节参数，再经由CPU处理后，可始终让驾驶室内A柱显示屏传输清晰的画面。这同样适用于具有人工照明能力的区域，例如隧道。
为此，我们也特意在外网找了一些实际夜间测试的画面，从画面中来看，后方的轿车基本上是清晰可见。并且，即便是后方轿车在开启远光灯情况下，液晶显示屏依旧能够显示清晰的视野。
联动辅助驾驶系统 避免致命盲区
电子后视镜满足于欧洲法规对视野方面的要求
在现阶段卡车中，辅助驾驶功能基本上已经成为了一种趋势。以奔驰所搭载的Sideguard Assist（侧面防护辅助系统）为例，其通过车身所搭载的雷达系统与电子后视镜系统，可以对车辆或行人形成更好的保护。
在卡车所处的相邻车道内，如果出现其他道路交通参与者，MirrorCam显示屏中会用黄色或红色三角形警告驾驶员。如果在卡车侧面的警告区域内存在与静止或移动物体发生碰撞的风险，该系统会及时发出视觉和声音警告。简而言之，如果驾驶员在转弯时，忽略了副驾驶一侧的某些东西，车辆在Sideguard Assist系统的辅助下，会主动进行声光报警并及时刹车制动。
● 编后语：
在过去可能大家更多的是关注卡车机械方面的变化，譬如驾驶室设计、底盘设计、动力设计等等。但是，从眼下的卡车来说，智能化方面的升级正在以难以想象的速度进入到我们的生活。
包括现阶段的电子后视镜，其实在国内的企业已经实现了测试、装车。只不过，现阶段国内的相关的法规暂时没有升级，电子后视镜进入市场或许还需要一小段时间。对于这么一种新兴的卡车装备，各位卡友觉得如何呢？（文/苟祖胜 图/奔驰卡车 mekra）
介绍一下智驾系统的另一个创新领域--电子外后视镜
作者 | Jone
出品 | 焉知汽车
知圈 | 进“AI大模型群”,加微13501975564,备注AI
当前，随着已经越来越激烈的智能化竞争升级，依靠单一功能实现客户青睐的场景几乎已经完全不存在了。从越来越集中式的电子电气架构角度来看，从域控大规模落地到行泊一体再到逐渐过度的舱驾一体的大域控发展趋势来看，未来的思路将是集成与融合的更多的智能化传感器进行统一处理和应用分析。
实际上，主机厂对于智舱/智驾方案表现出非常多元化的需求，很多情况是需要通过在智能汽车的矩阵式发展形式，寻求面向智驾系统和舱驾一体的全方位融合。因此，如何匹配智驾系统和智能座舱系统的深度融合，如何进一步提升智能驾驶系统功能体验，通过降本增效实现差异化的功能体验也将成为下一个竞争方向。
当前各智能座舱领域的Sensor和ECU均已经向智能驾驶系统级高阶域控的集中式开发方式发展。比如之前由座舱域控单独实现的独立功能DMS、CMS、HUD、活体检测、手势交互等座舱域功能通过硬件复用、大算力芯片嵌入软件模块，来实现最佳的系统集成和成本控制，从而进一步集成至智驾系统中央域控制器。
当然，为了更好的适配多元化方案与开发需求，将座舱域的Sensor或ECU完全整合到智驾系统应用中还不是很成熟，主要体现在硬件集成、系统融合方面还存在较大的门槛。 从当前的角度讲，我们所期待的这些智能座舱域功能还是更多的希望能够在满足基本性能的前提下实现实现软硬件解耦。
本文将针对其中一种新型智能座舱传感器CMS（camera monitor system）电子外后视镜如何从智能座舱域的传统应用中发挥作用进行介绍。同时，CMS作为一种新型的摄像头和显示器的产品组合来替代传统的外后视镜，能否较好的应用在智能驾驶系统（比如作为侧后视探测系统）中也是本文重点关注的内容。
CMS到底有什么用？
中国2020年6月发布征询意见稿（GB15084-2022《机动车辆 间接视野装置 性能和安装要求》），GB15084-2022 将在2023/07/01 开始实施，而整个2023也将是国内乘用车市场CMS的量产启动元年。电子后视镜的正式获准上车搭载意味着，电子外后视镜（CMS）前装量产正式开启。2024年也将成为CMS 爆发到市场应用的年份。2025年，CMS产品装机比例和整体出货量也将大幅度提升，届时CMS的产品功能也将更加完备。
电子后视镜系统实际是主要由摄像头、显示屏、控制器构成，使用定制摄像头和后视镜集成视频显示器来优化车辆的后视图。其特性主要有如下几个：
1）通过大视场角的摄像感头传器成像，可以有效增加后部显示范围，并可避免反射玻璃镜面由于曲面效应导致的边缘形变；
电子外后视镜可以为驾驶员提供更广阔的视野，但是需要进行研究来确认提供比要求更宽的视野不会导致眼睛离开前方道路的时间增加，或者对图像质量和可用性带来挑战。
2）作为一种特殊的智能后视系统，CMS还可以实现通过全显示后视镜来改善驾驶员视野并消除盲点；通过摄像头的HDR功能、特殊的图像处理算法，为驾驶员在夜间、雨雾等恶劣天气提供更清晰、更广阔的车外后视野。如下图显示了夜间、雨雾测试场景下的对比分析图。
夜晚雨天车辆测试对比：CMS VS 传统后视镜
夜晚道路灯测试对比：CMS VS 传统后视镜
夜晚车辆测试对比：CMS VS 传统后视镜
晴天测试条件下的可动儿童人体模型，CMS 显示中的眩光/反射
实际开发过程中，通过开拓视野、消除盲点、引入防眩光系统和提高夜视能力，CMS系统让每个人的道路变得更加安全。
2）该系统从后置摄像头捕获视频并将其传输至独特的镜面集成 LCD 显示屏，为驾驶员提供车辆后方一览无余的全景。
通过电子视觉显示器呈现的任何侧视图像都应具有良好的图像质量。最大限度地减少图像失真对于为驾驶员提供有用的可视性非常重要。过去的研究发现图像模糊是夜间驾驶时的一个问题，尚未制定评估图像模糊和其他显示像差并确保图像质量足以支持安全驾驶的性能要求和测试程序。
3）后视镜使后视视野加倍，并提供双模式功能，使驾驶员能够在镜像模式和显示模式之间切换系统故障安全。
4）CMS产品在转向、倒车、高速行驶等模式下，可根据车辆转向或倒车信息自动调节并增大后方水平和垂直可视角度可视范围，大大提升行车安全。比如，研究的CMS增值功能包括替代侧后视镜实现侧后方的环境目标探测，但实际上要实现这样的感知特性还是有许多需要解决的问题，比如传感器布置、感知视频帧率、ISP处理能力等。
总结起来，全数字摄像头监控系统更进一步，用摄像头盒取代了车辆的外后视镜，将视频传输到车辆内部客舱内定制的曲面 OLED 显示屏。通过用摄像头取代外后视镜，驾驶员可以获得更大的视野，并具有改善车辆空气动力学、降低风噪声和缩小车辆宽度的额外好处。
提供增强的视力– 提供车辆侧面和后部的无障碍视野。
故障安全– 如果数字视图中断，则可以使用镜像视图。
提高燃油/电池效率– 较小的外后视镜可减轻重量、改善空气动力学并提高燃油/电池效率。
准备实施– 旨在满足汽车制造商、驾驶员、安全和监管要求的综合系统。
成本效益– 无需重新调整车辆内部以容纳额外的显示器。
高级驾驶辅助系统– 系统可以与侧盲区警报和集成其他ADAS 功能。
摄像头将非常低延迟的图像传输到车内的两个OLED 触摸屏。高动态范围图像传感器保证在任何天气或照明条件下的完美图像质量。此外，驾驶员可以通过屏幕手动调整摄像头。
CMS的大规模应用还存在那些亟待解决的问题
综合来看，当前已有相当多的影像显示类产品（如AVM、EDR、后视流媒体等）在智能座舱、ADAS等领域实现了大规模量产。也就意味着CMS产品这方面的技术无论是在前端摄像头视频输入、中间端简单的ISP处理，后端显示屏等方面，行业内的软硬件供应商都具备了成熟的技术基础，这也为CMS的实际应用奠定了基础。
基于如上所述的CMS如此多的好处，是不是就可以认为CMS的应用势在必行了。实际上，要真正应用好CMS还有很多需要解决的问题。
画面质感
然而，考虑到视频输出在系统启动时间、画面延迟性、亮度和帧率的要求，主机显示端需要快速适应不同场景的视频处理能力，包括视频编码、出流带宽、画面随动、自动亮度调节、强光抑制&闪烁抑制、图像增强、ISP除雾等多项性能要求。只有满足如上性能要求的CMS产品才可以根据环境快速适应挑战，在强光及抖动、黑夜、大雾等恶劣环境均能实现优异的显示效果。
处理芯片
除了涉及到以上提到的CMS硬件本身关于成像画面质量以及方案选择外，还需要重点提升软件处理技术环节ISP处理能力。如果考虑最终实现集成式大域控的技术方案来说，通常中央域控制器中，会涵盖SOC和MCU两种芯片类型，而进行ISP处理的通常是SOC上的算力资源和算法布局。当前主流SOC方案中，通常ISP针对每个流程都是独立设计，对于这类通用性较强的SoC来说，很难做针对性的设计和优化。
合规性要求
要实现真正的CMS大规模前端量产装车，合规性是基础要求。同时，要有效的应用在智驾系统领域，还需要充分考虑日常真实的驾驶场景中存在的种种痛点，满足各类极限环境下的性能可靠。比如为了满足智驾系统的功能安全要求，CMS产品量产前需要经过复杂且严苛的功能安全及相关性能测试。这些测试包括实现在当前智能汽车快速进化的前提下所需要的感知功能反馈与视频输出的全方位融合。比如，智能驾驶系统要求感知系统在雨雾等恶劣天气下，传感器仍然能够满足一定的探测鲁棒性。这就要求感知软件算法可以通过增加可用的硬件条件实现类似除雾功能提升能见度，同时，通过一定的优化软件算法实现可靠的环境信息探测。此外，还需要在特定用车场景下针对某一区域进行视野扩大，以便感知后端处理模块可以重点处理等等。
开发难度
实际上，CMS作为未经过大规模量产验证的新兴产品，还存在车规要求高、技术与开发难度大，功能安全要求高、成本高等量产门槛。比如仅技术方面，系统的启动时间、画面延迟、画质感受、视野增大、防眩晕等方面需要达到非常优异的水平。尤其是在恶劣环境下的画质问题、画面稳定流畅的视觉效果，不仅事关用户体验，更关乎行车安全。
标定问题
CMS作为摄像头来说，为了考虑其成像效果及真实性，同时适配到ADAS系统功能应用中，就需要对其中的摄像头进行有效的标定，找到其相机内外参数。这一过程看起来和侧后视摄像头是一致的，实际上却相对较为复杂，因为考虑的输出环境影像的效果、可视范围、相机自身内参、相对固定的安装位置等因，标定过程中寻找外参的误差范围上也与侧视会有一些差距。
当然，如上标准化标定流程只是针对装配下显得CMS摄像头，售后的CMS在很多情况下可以自动校准摄像头，这也是CMS的一大优势体现。
智驾应用难点
由于CMS摄像头是通过单独的流媒体ECU进行曝光同步、ISP前端处理，且输入的帧率通常是为了更好的画质来做的，考虑到高速行车条件下，如果帧率不够的话（比如采用一般前侧视摄像头的30FPS），CMS的显示画面肯定会不可避免地出现卡顿。因此，对于CMS而言，高帧率必然是其作为流媒体的必要条件。行业内，比较推荐的是与后视流媒体一样的帧率60FPS。此时，就会出现一个问题，这么高的帧率且高清的视频如果想要替代侧后视，那必然是需要前端进行复杂的处理才能实现的。
举如下例子可以说明将如何下手开发：
1）曝光同步
由于智驾后端感知融合处理都需要确保在感知前融合中需要进行时间同步，由于CMS摄像头视单独的ECU控制，因此从曝光角度来说，CMS感知输入就不会和其他摄像头一致。因此，要想后端处理好这样的感知数据，就需要充分考虑在视频采集之初就进行曝光同步。
2）抽帧
如前序面分析的那样，CMS的高帧率视频要想在智驾域控端进行有效处理，就需要充分考虑其对处理能力的要求。同时，为了保证和其他视觉感知的输入能够处理的实时性和准确性，也会要求其输入帧率与其他视觉是一致的。此时，就需要参照一定的算法对原始CMS视频流进行抽帧处理。通常如果其他视觉是30FPS还好说，只要进行线性的隔帧抽样即可，但是如果有些感知处理处理25FPS这类非整数倍的视频流，那就必须想一些类似非线性抽帧策略进行抽帧。
3）ISP处理算法
ISP处理是视觉感知一个永远绕不开的话题，其中涉及的去噪、畸变矫正、宽动态调整等一系列算法在不同的算法供应商那里会得出千差万别的结果，比如较为主流的OV和Sony这两家供应商在ISP算法处理上就会显示出各自不同的优势和短板。即便是同一家ISP算法供应商，布局在不同的硬件ECU资源上，也会呈现出不同的ISP处理结果。这点，我们就需要注意了，要想确保CMS视频在与智驾系统其他感知传感器的后端融合上保持较好的匹配度，就需要提前确认好ISP处理软硬件差异，并确保存在的差异在可控范围内不会影响后续的感知融合模块。
4）传输带宽
传输带宽这个问题很容易理解，因为CMS摄像头安装的目的是想一比一复制真实的驾驶场景，这点上，无论是视野FOV还是像素上肯定都会采用高清显示技术，且考虑到驾驶场景要适应中高速，肯定也会采用高帧率，这就会导致其无论单帧视频图像还是多帧视频流都是需要较大的传输带宽的。
因此，要想好好利用CMS的视频图像，选择比较大传输带宽且传输稳定的中间介质也是非常重要的。
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