汽車的兩個(gè)耳朵 未來如何進(jìn)化
最近10年,是電動(dòng)汽車大規(guī)模占領(lǐng)市場(chǎng)的10年,汽車的動(dòng)力總成從內(nèi)燃機(jī)逐漸向三電過渡。但其實(shí)除了動(dòng)力總成之外,整車上下的各個(gè)部位也都走向電氣化升級(jí),機(jī)械檔桿被電子檔桿所取代、機(jī)械儀表盤被全液晶儀表盤取代、物理控制按鍵被液晶大屏所取代,而如今這股電氣風(fēng)逐漸刮到了汽車的兩個(gè)耳朵:外后視鏡這個(gè)部件上。
本期暗信號(hào),就從技術(shù)應(yīng)用角度和用戶體驗(yàn)角度,詳細(xì)聊聊電子外后視鏡的設(shè)計(jì)方案。這到底是一項(xiàng)提升用戶體驗(yàn)的高科技,還是為了創(chuàng)新而創(chuàng)新的雞肋技術(shù)?
去年7月,國標(biāo)GB15084-2022正式實(shí)施《機(jī)動(dòng)車輛間接視野裝置性能和安裝要求》,其中包括攝像機(jī)-監(jiān)視器系統(tǒng)”、“后視鏡和CMS雙功能系統(tǒng)”等內(nèi)容,新國標(biāo)允許電子后視鏡取代傳統(tǒng)的物理光學(xué)后視鏡。
在那之后,國內(nèi)外一級(jí)供應(yīng)商先后推出了CMS電子后視鏡配置,一些車企也開始定點(diǎn)采購,面向消費(fèi)者提供選裝。
CMS系統(tǒng)全稱Camera-Monitor System電子外后視鏡,ISO 國際標(biāo)準(zhǔn)組織將其定義為攝像頭監(jiān)控系統(tǒng),由攝像頭+控制處理系統(tǒng)+監(jiān)控屏幕三部分組成。位于車外的攝像頭負(fù)責(zé)采集圖像,經(jīng)過系統(tǒng)處理之后,車內(nèi)的監(jiān)控屏幕顯示實(shí)時(shí)畫面。
圖片來源:虎嗅汽車
Kyrie(某一級(jí)供應(yīng)商研發(fā)負(fù)責(zé)人,為自主品牌車企提供電子后視鏡方案)告訴筆者:從最早的平面鏡到不同曲率的曲面鏡,這些年汽車的外后視鏡一直都在迭代。但物理光學(xué)外后視鏡終究有技術(shù)上限。
例如,大雨天氣下,外后視鏡+前車窗兩層雨水覆蓋,必然會(huì)影響視線。又比如,夜間路況下,后車燈光過亮?xí)r非常容易對(duì)前車形成眩目,或者部分車輛忘記打開車燈,這些行為都會(huì)對(duì)前車造成行駛危險(xiǎn)。
而CMS電子后視鏡的存在,很大程度上就可以解決這些問題,讓外后視鏡視覺不受天氣影響、夜視更清晰,同時(shí)也能消除視野盲區(qū),利用曲率變化讓駕駛視野更寬廣,直接提升駕駛安全標(biāo)準(zhǔn)和等級(jí)。
CMS的具體結(jié)構(gòu)有1個(gè)控制器+2顆車外HD高清攝像頭+2個(gè)車內(nèi)實(shí)時(shí)電子屏,控制器包括SoC(System on Chips,完整集成了 CPU、GPU、通信等模塊)和MCU(微控制單元Micro controller Unit),通過同軸電纜以及轉(zhuǎn)接板和解串器,控制器可以將處理過的畫面,呈現(xiàn)在車內(nèi)的兩個(gè)屏幕上。同時(shí)另外一邊,控制器也在根據(jù)實(shí)時(shí)天氣,決定對(duì)車外攝像頭是否進(jìn)行加熱除霧,提高清晰度。
最新的CMS車外高清攝像頭和車內(nèi)實(shí)時(shí)電子屏,都能做到60fps(60幀)的刷新率,用蘋果手機(jī)作為對(duì)比的話,雖然達(dá)不到120幀高刷的iPhone 15 Pro系列標(biāo)準(zhǔn),但60幀的刷新率也足以和常規(guī)的iPhone 15系列一致了。
Kyrie告訴筆者,鏡頭鏡片的光學(xué)設(shè)計(jì)以及控制器對(duì)于畫面的處理能力和全系統(tǒng)的標(biāo)定能力,都會(huì)最終決定CMS系統(tǒng)的實(shí)際體驗(yàn)質(zhì)量。
以駕駛員經(jīng)常會(huì)碰到的遠(yuǎn)光燈為例,后車的大燈作為點(diǎn)光源,直接照射進(jìn)CMS的車外攝像頭中,常規(guī)情況下就會(huì)出現(xiàn)相機(jī)過曝,各種雜光、鬼影、眩光、高光溢出現(xiàn)象。
這種情況下,駕駛員受光污染影響,根本辨別不了后車的距離以及數(shù)量,如果變道會(huì)非常危險(xiǎn),那么CMS系統(tǒng)就要做電信號(hào)圖像處理。
對(duì)于不同位置、色溫、距離的點(diǎn)光源,都要具備能力處理,處理項(xiàng)包含亮度、色彩、畸變、對(duì)比度等等,最后獲得最優(yōu)成像的視野且符合人眼視覺標(biāo)準(zhǔn),呈現(xiàn)在車內(nèi)屏幕。
同時(shí),這個(gè)過程還要做到低延時(shí),否則又會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)狀況,目前的延時(shí)時(shí)間可以控制在40ms以下。而在轉(zhuǎn)彎過程中,因?yàn)檐囶^的擺動(dòng),視野也會(huì)受限,CMS系統(tǒng)還要做到視野隨動(dòng),根據(jù)車輛轉(zhuǎn)彎的對(duì)應(yīng)方向,擴(kuò)大可視范圍,提高安全性。
科技含量是一方面,但從一些車型的選裝率來看,對(duì)于CMS電子外后視鏡,市場(chǎng)還沒有真正認(rèn)可并且買單。目前,阿維塔12、路特斯ELETRE、上汽大通大家7還有最新上市的享界S9等車型都開放了CMS系統(tǒng)的選裝。
一位選裝了CMS的阿維塔12車主告訴筆者:他用了4個(gè)月后,整體還是滿意的,主要是夜視、防眩目還有雨天顯示的效果確實(shí)很好,另外因?yàn)橥夂笠曠R的迎風(fēng)面積小了很多,所以來自A柱的風(fēng)噪確實(shí)也有明顯降低。缺點(diǎn)則有兩點(diǎn):
1、沒法像過去的物理光學(xué)后視鏡一樣,身體或者頭部移動(dòng)就能稍微轉(zhuǎn)化視角,因?yàn)檠劬屯獠繑z像頭之間沒有光線折射關(guān)系了。
2、一萬多塊錢的選裝價(jià)格稍微偏貴。
而Kyrie也告訴筆者,由于目前只有阿維塔、北汽(魔方)、享界、上汽大通以及奧迪等少數(shù)車企愿意嘗試前裝電子外后視鏡,所以CMS的研發(fā)成本和硬件成本還沒法充分規(guī)模化攤薄,導(dǎo)致選裝價(jià)格居高不下。后期一旦大批車企跟進(jìn),成本降低一半甚至三分之二,都是有可能的。
圖片來源:享界S9官網(wǎng),智能電子外后視鏡
對(duì)于CMS電子外后視鏡的不足,他們調(diào)研了幾十位深度試駕并且體驗(yàn)過的潛在用戶。其中一部分用戶表示:因?yàn)槎嗄暌詠砹?xí)慣使用傳統(tǒng)外后視鏡,扭頭的動(dòng)作都已經(jīng)形成肌肉記憶了,一下想要改變使用習(xí)慣并不容易,到底要適應(yīng)多長時(shí)間還不確定。
在Kyrie看來,CMS電子外后視鏡,就像最開始特斯拉取消物理儀表和實(shí)體換擋桿,用中控屏幕顯示時(shí)速和換擋操作一樣。車主開始未必愿意適應(yīng),就看車企有多大意愿去推進(jìn)。特斯拉在Model 3上干掉實(shí)體儀表盤,最開始也被罵得很慘,但最后證明沒影響銷量,用戶還是接受了這樣的設(shè)計(jì)。
CMS電子外后視鏡的出現(xiàn),到底是利大于弊,還是弊大于利,在某豪華品牌的整車產(chǎn)品經(jīng)理Kevin看來,其實(shí)不用糾結(jié)。他認(rèn)為,CMS電子外后視鏡與傳統(tǒng)的物理光學(xué)后視鏡未必只是相互取代的關(guān)系,兩者之間完全并行存在,作為安全冗余,大大提高安全性。
物理光學(xué)后視鏡讓用戶依然保留使用習(xí)慣,CMS電子外后視鏡則可以與現(xiàn)在的智駕系統(tǒng)搭配使用,外攝像頭拍到的畫面,經(jīng)過處理后既可以選擇呈現(xiàn)在HUD上,還可以整合到全液晶儀表盤的中央畫面中。
人眼沒看到或者看不清的,攝像頭畫面此時(shí)在車內(nèi)提示用戶,形成視野雙保險(xiǎn)。
Kevin告訴筆者,其實(shí)理想在MEGA上已經(jīng)做了不錯(cuò)的嘗試,基于現(xiàn)有艙外ADAS攝像頭感知能力和HUD進(jìn)行結(jié)合,可以調(diào)用環(huán)視或者側(cè)視攝像頭,駕駛員在打轉(zhuǎn)向燈的時(shí)候,HUD可以顯示轉(zhuǎn)向盲區(qū)影像。同時(shí),因?yàn)闆]有常規(guī)CMS的兩塊車內(nèi)屏幕,成本也降低了不少。
Kevin認(rèn)為,CMS電子外后視鏡真正的價(jià)值,要等到高階自動(dòng)駕駛大規(guī)模落地的那一天才會(huì)放大。至于減小風(fēng)阻系數(shù)、提升幾公里的續(xù)航,其實(shí)都不是真正的痛點(diǎn)。等到自動(dòng)駕駛實(shí)現(xiàn)的時(shí)候,因?yàn)橛脩魺o需接管車輛,實(shí)體外后視鏡的存在價(jià)值就大大降低了。那一天,也就不用再糾結(jié),傳統(tǒng)后視鏡與電子后視鏡的優(yōu)劣了。
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