奧迪電子車(chē)外后視鏡技術(shù)與應(yīng)用

2018年9月18日，奧 迪e-tron 車(chē)型在美國(guó)舊金山首發(fā)上市。該車(chē)型不僅是奧迪的第一款純電動(dòng)車(chē)型，而且也是首款裝備電子車(chē)外后視鏡技術(shù)的車(chē)型，這些面向未來(lái)的汽車(chē)技術(shù)，彰顯了奧迪的科技領(lǐng)先理念。

電子車(chē)外后視鏡技術(shù)在汽車(chē)行業(yè)已有多年的發(fā)展歷史，但主要還是出現(xiàn)在各大車(chē)企發(fā)布的概念車(chē)上，而真正實(shí)現(xiàn)在量產(chǎn)車(chē)型上裝備，目前僅有奧迪e-tron和雷克薩斯ES 這2 款車(chē)型。本文將以?shī)W迪e-tron 車(chē)型為例 （圖1），介紹電子車(chē)外后視鏡技術(shù) 。

圖1 奧迪e-tron 車(chē)型上的電子車(chē)外后視鏡

1.電子車(chē)外后視鏡相對(duì)傳統(tǒng)車(chē)外后視鏡的優(yōu)勢(shì)

（1）結(jié)構(gòu)小巧緊湊，降低風(fēng)阻系數(shù)，并提高適用性

圖2 裝備電子車(chē)外后視鏡車(chē)型的風(fēng)阻系數(shù)更低

電子車(chē)外后視鏡顯著特征是外形尺寸小、流線造型動(dòng)感，可有效降低風(fēng)阻系數(shù)，且風(fēng)噪也相應(yīng)減小。裝備電子車(chē)外后視鏡的奧迪e-tron，其風(fēng)阻系數(shù)為0.27。相對(duì)于裝備傳統(tǒng)后視鏡的同款車(chē)型，風(fēng)阻系數(shù)降低了0.01（圖2）。當(dāng)車(chē)輛以70 km/h 以上的速度行駛時(shí)，行車(chē)阻力主要來(lái)自于空氣阻力。經(jīng)測(cè)算，風(fēng)阻系數(shù)每減少0.01，相當(dāng)于車(chē)輛減重70 kg，續(xù)航里程增加5 km。

電子車(chē)外后視鏡使奧迪e-tron 的車(chē)寬減少了150 mm，且可以進(jìn)行收折，這提高了車(chē)輛在狹窄道路條件下的適用性。

（2）受外界環(huán)境因素干擾小，異常天氣行車(chē)更為安全

傳統(tǒng)車(chē)外后視鏡的觀察易受外界環(huán)境因素影響，如遇到雨雪天氣外后視鏡和車(chē)窗玻璃易凝結(jié)水霧，或是在夜間道路光線不足的情況下行車(chē)，這些狀況都將導(dǎo)致駕駛員無(wú)法正常觀察側(cè)向道路情況。相比之下，電子車(chē)外后視鏡可以完全規(guī)避這些行車(chē)安全隱患。

圖3 高速公路時(shí)顯示屏上的視野

奧迪e-tron 將替代后視鏡的屏幕放在車(chē)內(nèi)，車(chē)外的攝像頭采用物理遮擋和電動(dòng)加熱相結(jié)合的方式，避免了雨雪對(duì)后視鏡的影響。另外，在較暗的光線環(huán)境下，車(chē)外后視鏡可主動(dòng)進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)，獲得更清晰的視野，從而保障了惡劣天氣下行駛的安全性。

（3）視野盲區(qū)小，顯示視圖智能切換，行車(chē)更安全

奧迪e-tron 的車(chē)外攝像頭可采集更寬的圖像范圍，且顯示屏上具有非球面顯示區(qū)域，進(jìn)一步擴(kuò)大成像范圍，從而減少后視野的盲區(qū)。后視鏡會(huì)自動(dòng)適應(yīng)3 種駕駛情況：高速公路、轉(zhuǎn)彎和泊車(chē)。當(dāng)駕駛員以高于90 km/h 的速度、導(dǎo)航數(shù)據(jù)報(bào)告車(chē)輛在高速公路上行駛時(shí)，后視鏡將顯示高速公路視圖，顯示屏上的畫(huà)面收窄，讓側(cè)后方的車(chē)輛顯得更大，以便駕駛員更好地估計(jì)相對(duì)車(chē)速（圖3）。如果駕駛員激活轉(zhuǎn)向燈或有改變車(chē)道的意圖，指示器視圖則會(huì)在相應(yīng)側(cè)擴(kuò)展圖像細(xì)節(jié)，以減少盲區(qū)。如果駕駛員選擇倒車(chē)，路緣視野則將提高操縱和泊車(chē)的可見(jiàn)性，圖像向下延伸，類似于傳統(tǒng)外后視鏡的自動(dòng)下轉(zhuǎn)角度功能。

圖4 數(shù)字式車(chē)外后視鏡攝像頭

2.電子車(chē)外后視鏡的系統(tǒng)部件和功能

（1）數(shù)字式車(chē)外后視鏡攝像頭

攝像頭分辨率為1 280 x 1 080 像素，可將采集到的圖像處理成數(shù)字信號(hào)傳送給系統(tǒng)控制器（圖4）。由于采用了高動(dòng)態(tài)范圍成像技術(shù)HDR，可主動(dòng)進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)，在外界光線不足的條件下（如通過(guò)隧道行駛時(shí)）也會(huì)獲得更清晰的視野。

另外，攝像頭還具備加熱功能，防止霧化或結(jié)冰，影響成像效果。加熱器是自動(dòng)激活工作的，具體取決于車(chē)外溫度、雨刮器是否工作、后風(fēng)窗加熱是否接通以及是否識(shí)別出有污物。

（2）高清顯示屏

圖5 高清顯示屏

在儀表板和車(chē)門(mén)之間左右各布置一個(gè)分辨率為1 280 x 800 像素的觸摸式OLED 高清顯示屏（圖5），其對(duì)角線長(zhǎng)度為7"，具有自動(dòng)亮度調(diào)節(jié)和接近傳感器技術(shù)。如果駕駛員將手指移向表面則會(huì)激活顯示調(diào)整界面，該界面可實(shí)現(xiàn)調(diào)整圖像顯示、切換功能，還可以調(diào)節(jié)前排乘客側(cè)后視鏡顯示區(qū)域。

（3）系統(tǒng)控制器

控制器與顯示屏集成為一體，通過(guò)舒適CAN 與其他控制單元通訊。汽車(chē)各控制單元之間可共享信息，協(xié)同完成系統(tǒng)功能。例如：根據(jù)車(chē)輛裝載情況自動(dòng)調(diào)整視野，以及根據(jù)環(huán)境照明強(qiáng)度自動(dòng)調(diào)節(jié)顯示屏亮度等。這些自適應(yīng)功能的實(shí)現(xiàn)，離不開(kāi)電子車(chē)外后視鏡控制單元從其他控制單元獲取的數(shù)據(jù)作為支持。

3.電子車(chē)外后視鏡系統(tǒng)工作情況說(shuō)明

（1）接通電子車(chē)外后視鏡系統(tǒng)的情況

車(chē)輛解鎖，該系統(tǒng)立即啟動(dòng)；打開(kāi)駕駛員側(cè)車(chē)門(mén)或者乘客側(cè)車(chē)門(mén)后，顯示屏?xí)せ铒@示一段時(shí)間；接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)情況下，攝像頭圖像會(huì)一直處于工作狀態(tài)；車(chē)輛在行駛中無(wú)法關(guān)閉該系統(tǒng)。

（2）關(guān)閉電子車(chē)外后視鏡系統(tǒng)的情況

關(guān)閉點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，系統(tǒng)會(huì)延時(shí)工作約2 min 后關(guān)閉；車(chē)輛上鎖，則該系統(tǒng)停止工作。

（3）轉(zhuǎn)向燈激活時(shí)的情況

圖6 顯示屏上綠色轉(zhuǎn)向燈激活提示

在轉(zhuǎn)向燈激活時(shí)，相應(yīng)側(cè)顯示屏?xí)芯G色轉(zhuǎn)向燈激活提示（圖6）。

（4）變道和離車(chē)輔助警告激活時(shí)的情況

在變道和離車(chē)輔助警告激活時(shí)，相應(yīng)側(cè)顯示屏?xí)悬S色變道警報(bào)提示。

4.電子車(chē)外后視鏡未來(lái)發(fā)展

電子車(chē)外后視鏡未來(lái)?yè)碛袩o(wú)限擴(kuò)展空間，例如，為電子車(chē)外后視鏡升級(jí)使用夜視攝像頭，從而使夜間行車(chē)更為安全。此外，將后視鏡影像投屏至抬頭顯示器（HUD），可幫助駕駛員觀察車(chē)輛兩側(cè)的情況。與此同時(shí)，該項(xiàng)技術(shù)還可為未來(lái)的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)提供輔助支持。

目前，電子車(chē)外后視鏡發(fā)展受限因素有2 點(diǎn)。首先是價(jià)格昂貴，車(chē)外后視鏡在日常行車(chē)中容易出現(xiàn)剮蹭損壞，而單側(cè)電子車(chē)外后視鏡的維修費(fèi)用就達(dá)4 000 元人民幣，因此目前只適合在高檔車(chē)型上裝備。 其次是交通法規(guī)限制其使用，例如在中國(guó)和美國(guó)這2 個(gè)全球最大的汽車(chē)市場(chǎng)，尚沒(méi)有立法批準(zhǔn)該技術(shù)的實(shí)際使用，這也限制了該項(xiàng)技術(shù)的推廣和應(yīng)用。

盡管如此，在全球市場(chǎng)范圍內(nèi)，有些國(guó)家和地區(qū)已經(jīng)開(kāi)始迎合時(shí)代和科技的發(fā)展而修改相應(yīng)的法律法規(guī)。2016年日本最早修改了法規(guī)，允許使用電子車(chē)外后視鏡的車(chē)輛上路。隨后，歐洲也修改了相關(guān)規(guī)定。

電子車(chē)外后視鏡技術(shù)集數(shù)字化、智能化和流媒體等先進(jìn)技術(shù)為一體，可帶來(lái)更為安全、舒適的駕駛體驗(yàn)，且具有豐富的功能拓展空間?？梢灶A(yù)見(jiàn)，該項(xiàng)技術(shù)未來(lái)有望成為各大豪華汽車(chē)制造商競(jìng)相追逐的技術(shù)熱點(diǎn)。