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虚拟后视镜技术是厂商“炫技”还是大势所趋?

2019-05-07 阅读:
这个技术趋势,也会带来新问题,比如说:基于多摄像头的图像拟合,必须处理图形还原与畸变纠正问题,以常见的倒车影像和全景影像为例,从车内显示屏目测的车距,与实际距离间难免存在差异,同时部分市售车型的全景影像边缘拼接也不甚理想,甚至有的存在视角死区!这个问题不处理好,轻则造成视觉误差,重则影响行车安全。

想必多数司机朋友都遇到过下图的问题,极端气象条件下(比如降水、雪等),行车视线难免受到影响,特别是后视镜起雾的情况,着实让行车安全受到了影响;Rjfednc

同时,因车型的不同,传统后视镜固然存在一定的视野盲区,部分路况下后视镜的能力不足,高度依赖驾驶员的驾驶经验,但是,对那些新手驾驶员,难道就毫无办法了吗?Rjfednc

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如上图所示,遇到强降雨天气,驾驶员视角的外后视镜画面或成“海天一片”,虽然目前外后视镜加热功能已经普及,但面对实际情况,该装置的效果仍较为有限,且难以做到立竿见影。所以,传统外后视镜是有很大局限性的。Rjfednc

现在,已经有车企开始着手解决这一问题,推出虚拟后视镜(也可称电子后视镜)。Rjfednc

在本田Urban EV概念车,奥迪e-tron和日规版雷克萨斯ES等产品中,我们都可以见到虚拟后视镜的应用。在笔者看来,推出虚拟后视镜除了能够满足厂家“炫技”的虚荣心外,该技术的潜在价值更值得关注。Rjfednc

一、虚拟后视镜的优势

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从功能角度讲,虚拟后视镜的优势相当明显:Rjfednc

首先,该技术对降低整车风阻立竿见影,以奥迪e-tron车型为例,选装虚拟后视镜可将该车的风阻系数从0.28cd降至0.27cd,更低的风阻和撞风面积还有助于降低风噪,甚至降低能耗;Rjfednc

其次,遇到恶劣天气,基于摄像头成像的虚拟后视镜适应能力更强,如上图所示,装备该技术的雷克萨斯ES车型,在雨天行驶中屏幕内的画面依旧清晰,并未出现沾水或起雾等情况。Rjfednc

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最后,虚拟后视镜最重要的优势在于改善视野盲区,其实本田早已给出较为“初级”的解决方案,该品牌在部分产品中提供的盲区显示系统,可将右侧可视角度从常规后视镜的20度,提升至80度。Rjfednc

在笔者看来,本田这项配置颇具亮点:一是解决了仅提供声光反馈的“盲区监测”系统,反馈不够直观明显的问题;二是近乎垂直的“合成”可视角度,便于驾驶员衔接图像与肉眼可视区,最大限度的规避了并线、转弯或驶入匝道时,因视线盲区导致剐蹭车辆和行人的情况。Rjfednc

二、虚拟后视镜的推广障碍

就目前而言,改善驾驶员视野是汽车设计的长期命题,而虚拟后视镜算是这个命题的解决方案之一,不过它仍存在一定的制约和待解决问题。Rjfednc

1、政策层面的制约

以我国为例,根据国标《GB15084-2013 机动车辆间接视野装置性能和安装要求》中的规定,常规玻璃材质外后视镜属必装项目,因而短期内仅装备虚拟后视镜的车型,无法在我国推广。Rjfednc

针对这个问题,国际上已有先例,比如邻国日本,早在2016年就允许在外后视镜的位置使用摄像头,为科技发展“让步”;同时美国和欧盟也在计划修改相关法规,打消该技术发展在政策层面的阻碍。Rjfednc

2、如何保证一个万全的设计

从实现量产的奥迪e-tron和日规版雷克萨斯ES来看,虚拟后视镜外置摄像头与车内显示屏的“位置”似乎有待商榷。Rjfednc

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比如外媒曾针对奥迪e-tron车型表示,作为奥迪e-tron虚拟后视镜的组成部分,负责成像的车内显示屏位置偏低,换言之,看“后视镜”时需要将视线平移并下移,而传统后视镜仅需平移即可,这与目前多数驾驶员的习惯有些出入。Rjfednc

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此外,雷克萨斯的设计方案也难以完美解决该问题:Rjfednc

如上图所示,虽然雷克萨斯新ES(日规版)车内显示屏位置与常规后视镜基本在同一水平线上,但显然显示屏与车辆的集成度不够,特别像某宝上自己买的改装货,显然这不是我们希望在雷克萨斯的产品上看到的。Rjfednc

3、功能、技术与平摊成本

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虚拟后视镜的核心无疑要依靠“摄像头+显示屏”这对组合,那么在“复刻”传统后视镜画面的同时,还要进行功能性层面的拓展。仍以“可视范围”举例,目前奥迪和雷克萨斯的虚拟后视镜仅可呈现相邻车道信息,仍需“传统”的盲区监测技术加以辅助,所以笔者认为二者都称不上完美。Rjfednc

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另一方面,虽然奥迪e-tron与日规版雷克萨斯ES的虚拟后视镜都可在泊车过程中,实现“后视镜下翻”的功能,但这也只是对常规后视镜功能的再现而非“创新”。Rjfednc

假如想要提升可视角度,用电子技术给传统的后视镜设计带来翻天覆地的变化,那么采用多摄像头加图像拟合技术,就成为了大概率事件。Rjfednc

但这个技术趋势,也会带来新问题,比如说:Rjfednc

基于多摄像头的图像拟合,必须处理图形还原与畸变纠正问题,以常见的倒车影像和全景影像为例,从车内显示屏目测的车距,与实际距离间难免存在差异,同时部分市售车型的全景影像边缘拼接也不甚理想,甚至有的存在视角死区!这个问题不处理好,轻则造成视觉误差,重则影响行车安全。Rjfednc

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此外,“高光比”和镜头逆光等情况也不容忽视。当夜间行车时,后车灯光与较暗的环境形成了鲜明对比(典型的高光比情况),同时如果后车采用的是LED头灯组,由于脉宽调制原理,其在摄像头内的画面会呈现闪烁状态(上图)。Rjfednc

当然,让工程师们头疼的事还远不止这些,有别于手机或相机,与虚拟后视镜配套的摄像头要连续工作几个小时甚至十几个小时,无疑会出现长时间曝光和热量堆积的情况,且环境照明条件较差时,CMOS感光元件势必会通过提升ISO值以增加画面亮度,所以就衍生出“噪点”和“发热”的问题,从而让整个虚拟后视镜变得不稳定。Rjfednc

但这并非虚拟后视镜自身的问题,而是当前所有感光元件都必须面对的问题,一些高端单反和摄像机,都无法免俗。Rjfednc

或许有朋友会说:部分处理软件的降噪效果已相当出众,但虚拟后视镜对画面要求零延迟与高连续性,这势必增加画面处理硬件的投入成本,投放市场后如何平摊整套系统的研发费用?Rjfednc

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此外,车内显示屏也不能独善其身。据公开资料,奥迪e-tron用于替代常规后视镜的双7英寸显示屏为OLED材质,该材质屏幕也许会遇到耐用性问题。最起码,在采用了OLED屏幕的苹果、三星和华为等品牌手机的用户中,均有概率遇到“烧屏”问题,且目前手机厂商尚未找到最佳的解决方案,相比之下,LCD屏的可靠性更加可观。Rjfednc

小结:

综上所述,为了解决传统外后视镜存在的诸多不足,虚拟后视镜有望成为可行的解决方案之一,何况相比镜面反光原理,利用摄像头成像,不仅有助于延续和拓展外后视镜的功能性,更让消除盲区、降低风阻甚至优化整车隔音表现成为了可能,因此该技术的愿景仍值得我们期待。Rjfednc

(来源:车云网)Rjfednc

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