滿足臨時調整視野的多曲率電子后視鏡系統(tǒng)

付紅強

(上海豫興電子科技有限公司)

1 乘用車雙曲率玻璃后視鏡

乘用車玻璃后視鏡的默認視野必須滿足GB 15084-2013規(guī)定的M1類型車Ⅲ類裝置的視野要求。

為了給駕駛員提供更大視野，中高端乘用車采用了雙曲率玻璃后視鏡(圖1)設計。雙曲率玻璃后視鏡固定調整默認視野部分，不滿足GB 15084-2013中M1類型車Ⅲ類裝置視野技術要求，但是給駕駛員提供了默認視野外的增大視野，類似增加了商用車Ⅳ類視野裝置。

圖1 乘用車前裝雙曲率玻璃后視鏡

乘用車普通玻璃后視鏡用戶，多采用在玻璃后視鏡上貼上一個小圓鏡，實現(xiàn)雙曲率玻璃后視鏡效果(圖2)。

圖2 乘用車后裝補盲鏡

2 隨動顯示的多曲率電子后視鏡系統(tǒng)設計目的

電子后視鏡(CMS)是采用攝像機、監(jiān)視器系統(tǒng)取代汽車玻璃后視鏡的安全件，CMS產品必須滿足即將頒布的修訂版GB 15084，更要參照現(xiàn)有玻璃后視鏡的設計方案。按照商用車Ⅱ類視野裝置(大主鏡)、Ⅳ類視野裝置(小主鏡)設計，需要在一塊12.3 in或15 in豎屏上通過分割線區(qū)別Ⅱ類、Ⅳ類視野范圍影像(圖3)。

商用車傳統(tǒng)Ⅱ類視野裝置(大主鏡）、Ⅳ類視野裝置(小主鏡)是分別獨立、物理分割的2塊玻璃后視鏡，一個物體同時呈現(xiàn)在Ⅱ/Ⅳ玻璃鏡中一般不會增加駕駛員確認、思考的動作。但如果一個物體同時出現(xiàn)在一塊監(jiān)視器上，通過分割線劃分Ⅱ/Ⅳ影像區(qū)域時，就非常容易導致駕駛員二次確認、思考的動作，由此產生不安全因素。

根據人眼視覺原理，把乘用車雙曲率玻璃后視鏡設計理念應用到商用車Ⅱ/Ⅳ類電子后視鏡設計，同時兼顧牽引車轉彎復雜場景的場景隨動，由此設計了一款隨動顯示的多曲率電子后視鏡系統(tǒng)(圖4)。

3 商用車多曲率電子后視鏡攝像機的設計

3.1 系統(tǒng)組成

隨動顯示的多曲率電子后視鏡系統(tǒng)包括攝像頭(170)、顯示屏(180)和圖像集成處理模塊(100)。其中，圖像集成處理模塊(100)包括圖像采集模塊(110)、圖像截取模塊(120）、圖像處理模塊(130)、圖像顯示模塊(140)和動態(tài)調整模塊(150），如圖5所示。其特征在于：

圖5 多曲率電子后視鏡系統(tǒng)結構示意圖

圖像采集模塊(110），其基于電子后視鏡攝像頭拍攝的實時圖像采集圖像數據；

圖 3 商用車Ⅱ/Ⅳ玻璃鏡與電子后視鏡

圖 4 商用車多曲率電子后視鏡

圖6 多曲率電子后視鏡系統(tǒng)圖像采集截取圖

圖像截取模塊(120），其基于圖像采集模塊(110)采集到的圖像數據和實際車輛信號選取待顯示圖像數據；

圖像處理模塊(130），其基于所截取的待顯示圖像數據，按照預定比例沿橫向或徑向將待顯示圖像切割為連續(xù)排列的若干數量的分圖像，并根據動態(tài)調整模塊(150)的指令對分圖像的切割進行相應調整；

圖像顯示模塊(140)，其對從圖像處理模塊(130)接收到的圖像數據進行修正處理，并按照預定程序在顯示屏上以分屏方式顯示相應的分圖像；

動態(tài)調整模塊(150)，其基于圖像處理模塊(130)的圖像處理情況和實際車輛信號，動態(tài)調整圖像顯示模塊(140)的分屏數量和分屏尺寸，并將每個分圖像按照預定規(guī)則投射到相應的分屏區(qū)域上。

3.2 工作原理

多曲率電子后視鏡系統(tǒng)能夠滿足車輛轉彎或變道狀態(tài)變化時對電子后視鏡主視野、外擴展視野和內擴展視野的需求，實現(xiàn)了多曲率顯示主視野與擴展視野之間的無縫拼接，創(chuàng)造性地在電子后視鏡系統(tǒng)中增加用于橫向連續(xù)顯示內外兩類擴展視野的兩分屏和三分屏切換模式，滿足車輛在直行和轉彎變道過程中的視頻顯示需求，實現(xiàn)了電子后視鏡顯示屏的隨動顯示和動態(tài)調整。

多曲率電子后視鏡系統(tǒng)的圖像處理模塊(130)按照預定比例沿垂直縱向將待顯示圖像切割為連續(xù)平行排列的三部分圖像，分別定義為第一圖像V1、第二圖像V2和第三圖像V3。第一圖像V1主要覆蓋主視野圖像范圍，第二圖像V2主要覆蓋橫向遠離車輛的外擴展視野圖像范圍，第三圖像V3主要覆蓋橫向靠近車輛的內擴展視野圖像。

圖7 多曲率電子后視鏡系統(tǒng)工作示意圖

當車輛處于直線行駛狀態(tài)時，沿垂直縱向將圖像顯示模塊(140）的分屏數量設定為2個，分別定義為第一分屏S1和第二分屏S2，將經圖像處理模塊(130)處理后的第一圖像V1投射到第一分屏S1上，將經圖像處理模塊(130)處理后的第二圖像V2投射到第二分屏S2上，在第一分屏S1與第二分屏S2的顯示區(qū)域之間有固定不動的視頻分割線。

當車輛處于由低速到高速的加速狀態(tài)和由高速到低速的減速狀態(tài)時，隨著第一分屏S1和第二分屏S2尺寸比例的 動態(tài)調整，區(qū)分不同區(qū)域之間的視頻分割線會隨著車況變化在一定范圍內平移擺動。

圖8 多曲率電子后視鏡系統(tǒng)多屏切換模式示意圖

車輛處于轉彎或變道狀態(tài)時，圖像顯示模塊(140)的分屏數量變?yōu)?個，分別定義為第一分屏S1、第二分屏S2和第三分屏S3。第一分屏S1與第二分屏S2、第一分屏S1與第三分屏S3的顯示區(qū)域之間分別有視頻分割線。

4 結論

滿足臨時調整視野的多曲率電子后視鏡系統(tǒng)創(chuàng)新點如下：

⑴乘用車雙曲率設計應用在CMS設計上，尤其是商用車CMS設計上，可以有效解決上下畫面的二次確認、思考帶來的安全風險。

⑵多曲率設計符合人眼視覺原理，畫面簡單、直觀、易懂。

⑶多曲率電子后視鏡系統(tǒng)實現(xiàn)了商用車CMS臨時調整視野。