汽车电子后视镜的大脑 (汽车电子后视镜原理)

{本文由家电维修技术小编收集整理资料}如果说*头是汽车电子后视镜的眼睛，那么后面的*P/DSP等图像处理和视觉感知单元，就是电子后视镜的大脑。业界有一种趋势，传统的外后视镜即将被电子后视镜取代下，这一过程也许在未来的2~3年内将逐渐发生，我们或将有幸见证这一过程，并为之做出自己的努力。如果说*头是汽车电子后视镜的眼睛，那么后面的*P/DSP等图像处理和视觉感知单元，就是电子后视镜的大脑。业界有一种趋势，传统的外后视镜即将被电子后视镜取代下，这一过程也许在未来的2~3年内将逐渐发生，我们或将有幸见证这一过程，并为之做出自己的努力。1.物理外后视镜的作用和问题汽车外后视镜是驾驶中的安全件，对于变道的时候观察盲区非常重要。外后视镜主要待解决的问题是视角是否足够大、恶劣环境是否可以看清楚、车距判断是否准确等。汽车物理外后视镜是左右各一面凸面镜，由反射而来，实际观察的时候，驾驶员需要通过左右前玻璃窗来看。这样在雨天、夜晚等场景下，汽车外后视镜或者起雾或者被雨水遮挡，不容易看清楚，影响了驾驶安全。很多车增加了外后视镜电加热，对玻璃起雾有一定帮助，但对下雨仍然作用不大。物理外后视镜作为被动的反射镜，因为光学原理存在着对于不同光源只是做一个被动衰减的作用。所以对于后面非常亮的汽车前大灯，反射镜经过反射也会非常亮而且耀眼，如果对于照度比较差的路面环境，反射镜的反射光线也非常弱。这两种条件下，简单的反射镜结构都不适合人眼的观察，从而对安全造成隐患。物理外后视镜作为凸面镜，还有一个视野范围的问题，虽然凸面镜可以做到很大的视野范围，但过大的视野会造成中央视野物体显得过大，边缘视野物体显得过小，从而对于距离判断造成一定的困扰。并且如果车辆的驾驶位置非常高，比如大巴和卡车，对于驾驶员位置在左侧会造成右前的盲区。这时候不得不加更多的反射镜。当反射镜越来越多的时候，它本身就存在一定的视线遮挡，并且增大了风阻从而增加能耗。2.作为替代物，电子后视镜的价值电子后视镜是作为“mirrorreplacement”（物理后视镜的替代）的概念出现的，CMS=CameraMonitorSystem（*头监控*）其最主要目的就是为了解决物理镜在特殊条件下看不清楚的问题。但因为物理镜已经是非常成熟的技术，同时具有无延时、长寿命和低成本的特点。所以电子后视镜要想取代物理镜，也不能有明显的短板。电子后视镜采用了“*头+显示屏”的结构来取代物理的反射镜。*头的技术经过多年的发展，已经在很大程度上可以取代人眼，而显示屏也是非常成熟的技术。这样电子后视镜就是把成熟的电子技术引入汽车行业，做适合车规的改进，从而真正实现更好地物理镜的替代品，和改进品。*头通过使用车规的高性能CMOS传感器和*P，以及配套高质量镜头，可以做到更广的视角和更好的成像质量，在夜间可以得到更清晰更好可见度的*；在车背后有大灯照射的情况，可以通过HDR做到抑制强光。总之，在高性能*P的加持下，电子后视镜有机会可以做到在图像质量上比传统物理镜的光学*更好，并且视野更宽。加上合适的结构设计和镜头表面材料镀膜，可以做到雨水即使打在镜头上，也不会残留，从而大大改善了外后视镜*在雨天的有效性，提高了行车安全。

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（图为雷克萨斯ES款的电子后视镜在雨天中，来自《朝日新闻》）*头*也可以做得非常小巧，即使是需要多个*头，也可以装在较小的腔体里朝向不同角度。如果法规允许取消后视镜而直接使用*头的话，汽车可以大大降低风阻，也减小了盲区。在梅赛德斯的货运卡车上已经成功运用了电子后视镜，据说因为风阻降低可节油1.3%。在特斯拉的CyberTruck中，也使用了*头+屏幕的*取代了外后视镜。

（图片来自于driverknowledgetests*，采用*头加数字处理*和显示屏的电子后视镜*，应用在Mercedes卡车上）

（图片来自driverknowledgetests*，针对Mercedes卡车的电子后视镜*，红色部分是普通卡车物理外后视镜的盲区）对于视角变化问题，数字*的*P+DSP可以对输入的图像数据进行实时的形变矫正，消除或者减小广角镜头的桶形畸变，以及进行高质量的缩放，如果显示屏支持触摸，可以做到两指缩放。这样使得最后显示屏上让用户看到大小合适，形变合理的效果，更好地满足人体工学，做到类似传统后视镜但更好的使用体验，让驾驶员能够更准确地判断侧方来车的距离。对于延时，电子后视镜讲的是一个“端到端”的*总延时。考虑到行车中及时变道的安全，如果在高速公路上按km/h的速度行驶，电子后视镜的端到端延时（从*头开始采集图像到显示屏上显示）一般要低于ms才具有安全性，如果在ms左右则达到比较好的安全级别。要达到这样的低延时，推荐*头运行在每秒帧的模式，电子*的*P/DSP等都要运行在低延时的图像处理模式，性能要足够不可以丢帧，并且显示屏也要采用低延时的技术。这使得电子后视镜这种用于安全的*，并不能通过简单的消费类后视镜方案来实现，而是需要更高性能的以及更短的*延迟的图像处理芯片。毕竟电子后视镜作为一个综合的电子*，比传统物理镜复杂很多，所以在进行车规设计的时候也要考虑安全可靠的问题。一个可靠的电子后视镜方案，要考虑到*头*，*P/DSP处理*，显示屏*，电源及通信*运行中可能出现的各种故障并且进行检测、汇报和恢复。盲区检测（BSD）也是一个有价值的应用，现在在中档以上的汽车中，盲区检测日渐成为标配。盲区检测需要芯片不仅可以高性能高质量地处理图像，而且具有很强的视觉AI处理能力，需要实时地进行侧方视野内的目标检测、分类、距离估计等。

（图为安霸的CV参考设计中的左/右/中电子后视镜的实际路测图。电影部分是指侧方来车已经接近于危险位置，而红色是指侧方来车已经达到了危险位置，自车不可以变道）3.安霸的汽车电子后视镜解决方案针对市场的需求日渐增加，安霸也推出了多款针对于汽车电子后视镜的解决方案，以下是*框图简介，和其他方案做个对比。

图为采用安霸CVAQ的电子后视镜*框图安霸的CVAQ是符合车规AEC-Q规格的视觉AI芯片，可用于ADAS，CMS等多种不同的汽车应用。除了CVAQ，安霸还有CVAQ、CVAQ、CVFS等不同芯片可用于电子后视镜的*设计。这一系列芯片都是采用了nm车规的制程生产、内部集成了高性能的*P（图像处理引擎）、具有高画质、低功耗、低延迟的特点。同时CV系列的所有芯片都集成了高性能的AI处理引擎，可高效运行各种基于神经网络的视觉感知算法，基于这些芯片客户可构建高可靠、高性能的电子后视镜*，从而更好地满足最终用户的驾驶安全需求。

经过和汽车行业合作伙伴的充分合作与努力，采用安霸的电子后视镜的多种解决方案的产品，已在中国汽车前装市场成功面市，受到了客户的广泛好评。安霸的CV系列芯片，成熟稳定的软件开发平台（SDK），以及植根中国的开发和客户支持团队，将陆续和业界各位朋友，供应商合作，给中国市场带来更多更好的电子后视镜产品，创造社会价值！（来源：Ambarella安霸半导体微信公众号，作者：孙鲁毅）免责声明：本文为转载文章，转载此文目的在于传递更多信息，版权归原作者所有。本文所用*、图片、文字如涉及作品版权问题，请联系小编进行处理。推荐阅读：WiFi接口开发的高级技巧如何提高ATMCUADC转换精度锁相环中的鉴相器了解不？涨知识了！MEMS也可以用来监测*GHz雷达传感器如何改变智能家居的未来