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后视野摄像头真的能取代汽车传统后视镜么?

唐三思   2016-06-14 15:23:49  汽车与配件

在今年的北京车展上,多款汽车匹配了“浓缩版”的反光镜,即后视野摄像头,并且一部分是即将量产的车型,这代表着后视野摄像头实用化的时代即将来临。


后视野摄像头

所谓的后视野摄像头,根据GB15084-2013《机动车辆间接视野装置性能和安装要求》中对“间接视野装置”的定义,即为:“用来观察直接视野无法观察到的车辆邻近交通区域的装置。可包括传统的光学视镜、摄像机—监视器或其它能够向驾驶员提供间接视野信息的装置”。其中法规明确定义“摄像机—监视器”,即为:“通过摄像机与监视器组成的系统,在规定视野内看清车辆后方和侧面图像的间接视野装置”。只要这些“摄像机—监视器”能够满足视野覆盖面的要求,并且分辨率能够达到辨清物体的最小细节,即所能辨清的整体上的最小部分,就能够通过法规认证。


传统后视镜的作用与局限

反光镜的作用是给车辆驾驶员提供左右侧和后部的视野信息,能够保证车辆在倒车、变道、观察后方车辆行为等提供安全信息保证,避免发生不必要的交通事故。因此在驾校授课时第一项教学就是观看后视镜。由于左右后视镜在车辆外部,必然会造成一定的副作用:

 

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图1 戴姆勒卡车反光镜位置空气流动分析


1、增大车辆风阻系数。根据相关数据统计,如果车辆去掉反光镜则会降低风阻2%~4%,降低油耗0.5%~1%;


2、容易产生风噪。由于反光镜和车辆之间有一段狭小的间隙,车辆在高速行驶时这段间隙会产生峡谷效应,即在这段间隙内风速偏高、风向混乱,必然会产生一定量的噪声甚至啸叫(图1所示)。如果反光镜支架安装不够牢固,固有频率和某些激励重合则会导致整个反光镜抖动;


3、增大了左右斜向的盲区。反光镜安装在车外,在观察后方的同时,也阻挡了驾驶员左右斜方向的视野,如果设计不好,反光镜和A柱连成一片则会导致转弯时很大盲区,存在一定的安全隐患,通常驾驶员必须侧身子去从车窗去观察。


另外,反光镜是车辆最宽位置,在通过狭窄路段时有一种“李代桃僵”的功能。通常驾驶员会以反光镜的标杆去观察车辆是否能够通过狭小地段,假设判断失误也只是刮擦反光镜,反光镜本身也有弹性折叠的功能,相对于刮擦车身而言损失很小。


后视野摄像头成为大势所趋

 

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图2 戴姆勒的未来卡车2025安装的后视野摄像头


由于车辆反光镜会增加风阻系数和油耗,因此欧洲、美国在研究车辆节能时提出去掉反光镜,用摄像头进行替代。图2和图3为戴姆勒的未来卡车2025使用的“摄像机—监视器”,摄像机通过一个小支架安装在车身外侧,监视器则安装在A柱上,通过这套系统替代原有的反光镜,能够实现节油和减少盲区的作用。之前笔者在多次车展当中看到过后视野摄像头,都是某些概念车进行使用,但是本届北京车展,笔者已经看到了多达8款车型使用后视野摄像头,并且一部分是即将量产的车型,这代表着后视野摄像头实用化的时代即将来临。

 

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图3 戴姆勒的未来卡车2025安装的监视器


“摄像机—监视器”从技术本身而言已经非常成熟,并且随着科技的发展,摄像头和显示器的分辨率越来越高,而体积越来越小,非常便于在车身上进行布置。显示器可以布置在A柱或者仪表板上,也可以通过“抬头显示”系统投影到前风窗玻璃上。目前,影响“摄像机—监视器”系统广泛应用的问题包括:


1、成本问题,其增加的成本是现有反光镜的5倍以上;


2、电磁干扰的问题,即车辆自身的电子电器部件相互干扰和外部车辆的干扰。笔者测试过一些车辆的后车影像系统,在倒车过程当中按喇叭,显示器上立刻会有某些闪烁影响正常的观察;


3、缺少法规鼓励。GB27999-2014《乘用车燃料消耗量评价方法及指标》是各大汽车企业最大的技术挑战,其测试方法是车辆在固定在转鼓台架上进行试验,无法体现空气动力学优化改进的效果,如果能够将后视野摄像头作为优惠条款进行实施,即能够促进企业广泛应用该系统。

 

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图4 奔腾X6的后视野摄像头


总而言之,“摄像机—监视器”取代现有反光镜是大势所趋,随着汽车电子电器部件成本下降和法规的调整,相信10年之内能够广泛普及。



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