现代汽车后视镜分析与发展前景

何雍奥 张卫波

现代汽车后视镜分析与发展前景

何雍奥 张卫波

福州大学机械工程及自动化学院

汽车后视镜是驾驶员坐在驾驶室直接获取外部信息最直接的工具，是汽车主要的主动安全装置。但各种各样的后视镜都存在着一定的缺陷，这就为行车安全带来了隐患。本文将综合分析传统后视系统，并比较市场中现存的各类后视镜的优劣，同时着重介绍一款可解决盲区与死点问题的新型汽车后视镜自动调节装置。

后视镜；主动安全技术

引言

汽车后视镜俗称倒车镜，是重要的汽车主动安全装置，是驾驶员坐在驾驶室座位上直接获取外部信息的工具。但目前各种轿车安装的后视镜大多都不同程度地存在盲区，而且视野宽度不足，存在着影响行车安全的隐患。随着汽车产品市场观念的不断更新和变化，市场对轿车后视镜安全性、操作方便性、经久耐用性及豪华美观性等方面提出了更高的要求。特别是汽车电子技术的发展，给后视镜产品的功能升级带来了更大的空间。本文将介绍当前汽车后视镜的存在现状和发展前景。

1 传统后视镜的综合分析

1.1 传统汽车后视系统存在的缺点

传统的汽车后视镜系统由传统的汽车后视镜和左右车门镜组成，它只能为驾驶员提供车后约52°的视野，其他大片（约128°）车后区则成为盲点（死角），而盲点和视差常常是造成车祸的原因。不仅如此，当驾驶员查看左右车门镜时，无法看到右方及前方的路况，或注意前方或车内后视镜后方车况时，又看不见左右两侧车道，因此，这三面镜片构成的汽车后视系统有很大的设计缺陷。

1.2 传统的汽车后视系统存在5大障碍

①存在空间盲区；

②传统的三面镜子形成时差盲点；

③车门镜、广角镜存在视觉误差；

④存在视觉暂留盲点；

⑤后视镜+左右车门镜+广角镜的组合仍有时间、空间盲点，反映不出相对车速和车距与时间的变化关系。

1.3 传统后视镜的比较

目前各类轿车所安装的后视镜大多为平面镜或球面镜2种。

平面镜的优点是后视物体无失真，能真实反映车后物体的形状及实际距离，给司机比较准确的判断信息。缺点是后视范围较小，易造成过多的视觉盲区。

球面镜的特点是后视物体缩小，后视范围、视角扩大，导致不能真实反映车后物体大小及实际距离，驾驶员需经过一段适应对比的过程。

目前各种轿车安装的后视镜无论是平面镜还是球状凸面镜，都存在不同程度的盲区，这使驾驶员在转弯、变道、超车或被超车时，往往要身体前倾或左右扭头才能发现障碍，因此，始终影响着行车的舒适性和便利性，并存在行车安全隐患。

2 市场中改进后的后视系统

2.1 后视镜加贴小镜子

市场中比较常见的是圆形小镜子，价格低且容易安装。只要揭下背面胶纸把小镜子粘贴到原有的平面后视镜上即可。原理与凸面镜一样。白天行车有扩大视野的作用，但由于这种小镜子弧度很大，看到后方来车会变得很小，在行车距离判断上需要驾驶员更加注意。而且在夜间行车时，只能看到一些小亮点，甚至分不清是车灯还是路灯，对车辆两旁的信息反馈来讲作用也不大。

2.2 现存“无盲点”后视镜

即用凸面反射镜取代平面反射镜。相同尺寸的凸面反射镜比一般的平面反射镜看起来视野更宽阔，能看到后方更广阔的区域，故称之为“无盲点”后视镜。但这种产品也有缺点，因为其凸面弧度越大，虽然视野越宽阔，但物体变形的程度也越大，由于物体在凸面反射镜呈现出的影像回避平面镜反射出的效果要小，所以这样容易给驾驶员造成视觉误差。

2.3 双曲率镜面与变曲率镜面

它是依据车型、驾驶员眼点位置与后视镜相对位置、视野要求三个要素，运用光学原理和数据方法，对车辆的前后左右不同视野角度选择不同的曲率半径，并能平滑过渡。这样就能够在满足基本不失真的条件下进一步扩大视野、减少盲区的目的。但此类后视镜制造工艺较为复杂，制造成本昂贵，且互换性不高，不利于推广。

2.4 数字式后视镜系统

这种数字式后视镜系统和加强了驾驶员的视觉效果，它不仅能够反映清晰的景物，还可以通过若干传感器捕捉和现实不明显的视觉信息。传感器能改变物体之间光线的反差，使在黑暗中不容易看见的物体显现出来，还能发现在阳光炫目独放的危险障碍物。此系统用一个内后视镜和两个外后视镜采集汽车周围的景象，3个景象合成一个全景图像在中控台的屏幕显示出来，并通过文字传达信息。摄像机也可在倒车时使用，当车后方近距离有障碍物时，及时提醒驾驶员。

2.5 主动式后视镜和后向式摄像机

实质是数字技术和可监控（倒车电子屏）技术的综合，嵌在车门上的后视镜和后保险杠中的传感器通过视频信号提醒驾驶员注意轿车后方“盲区”处驶来的车辆。当险情加剧时，驾驶者还会受到由视频和音频信号共同组成的警报。作为车门后视镜的补充，车两侧后视镜处还配置了“向后式摄像机”，它拍摄的画面以视频图像的方式出现在仪表板上的一台显示器中。必要时，驾驶员可以借助它观察情况。

3 后视镜的发展趋势

为了驾驶员操作方便,防止行车安全事故的发生,所有后视镜必须能调整方向,车外后视镜的位置直接关系到驾驶员能否观察到汽车两侧和后边的情况。各国均规定了汽车上必须安装后视镜，且所有后视镜必须能调整方向。由于后视镜的位置直接关系到驾驶员能否观察到车后的情况，而驾驶员调整它的位置有比较困难，尤其是前排乘客车门一侧的后视镜。因此，现代汽车的后视镜都改为了电动的，由电气控制系统来操纵。驾驶员只需在车厢内操纵按钮开关，通过调节按钮用电气装置控制转动部件即可调整外后视镜的方向达到自己所需的视角。

在现有的电动后视镜技术上，只需运用单片机技术和控制技术设计一种可随驾驶员操纵方向盘或者档位而自动改变后视镜角度的控制器即可设计成为新型“无盲区、无视差”后视镜。

3.1 汽车后视镜自动调节装置的可行性

这种控制器通过电路控制汽车后视镜背后的电动机和驱动器，以实现在汽车位于倒档位状态和左右转向灯开启时自动调节左、右后视镜的角度，以此消除原有后视镜存在的盲区、死角问题，便于提高行车、驻车的安全程度，使汽车的人性化和自动化得以提升。

通过程序控制汽车后视镜背后的电动机和驱动器以改变后视镜的角度，及倒车时左右后视镜自动下调；开启左转向灯指示开关时车辆左侧后视镜水平向外转动，关闭时左侧后视镜自动是水平向内运动，直至返回到原来正常位置；开启右转向灯指示开关时车辆右侧后视镜水平向外转动，关闭时右侧后视镜自动是水平向内运动，直至返回到原来正常位置。

3.2 汽车后视镜自动调节装置拟实现功用

除目前市面上汽车后视镜已有的功能及原理，在不改变汽车后视镜原功能的前提下，增加一些新的构件，能实现如下功能：

3.2.1汽车前行左转时：开启左转向灯指示开关时车辆左侧后视镜水平向外转动，关闭指示灯时左侧后视镜自动是水平向内运动，直至返回到原来正常位置

3.2.2.汽车前行右转时：开启右转向灯指示开关时车辆右侧后视镜水平向外转动，关闭指示灯时右侧后视镜自动是水平向内运动，直至返回到原来正常位置；

3.2.3汽车倒车时：当操纵杆位于倒档档位时，左右后视镜自动下摆3°~10°，使视野扩大到可以看到车身腰线以下及后轮附近的路面状况。倒车结束或驻车后，左右后视镜自动回复至正常位置。

3.3 汽车后视镜自动调节装置可解决问题

这种装置完全消除传统后视系统存在的空间盲点、时差盲点、视觉暂留盲点和视觉误差，使驾驶员无需“左顾右盼”，也无需“瞻前顾后”，只需正视前方就可以看清左右前后的车况和路况，并能准确的判断其他车辆和物体与本车之间的相对距离和相对车速，正确指引驾驶员操作，可消除因盲点和视差造成的车祸。同时它也具备安全导航功能，使驾驶员通过对后视镜的观察可以准确地判断转弯或变换车道是否安全，准确地看清后方的路况和车况而安全地驾驶。从而实现后视镜的无盲区，无死角。

3.4 汽车后视镜自动调节装置设计上存在问题

3.4.1松动问题

电动后视镜的转动部件是整个后视镜的心脏。一旦转动部件出现松动，那么汽车在行驶过程中，镜面就会产生抖动，以致镜面成像模糊，因此在采用电动调节后视镜时，灵活调节镜面与松动是一个矛盾体，在功能设计时解决转动部件的调节力矩及空程间隙问题是一个难点。

3.4.2电磁干扰问题

电动后视镜有别于其他后视镜就在于其需采用电气装置来控制电动机机型镜面调节，由于在车头部分电气装置较为密集，如收音机、录音机、CD机等，在调节后视镜镜面时，其灵敏度会受到不同程度的影响。

3.4.3零件连接方式

由于采用电动转动部件，因此所有零件之间的转动精度要求很高，既要解决松动问题，又要考虑转动部件的调节灵活性、耐久性、高低温性能、防腐性能。因此在功能设计时必须要注意转动部件与上、下体零件连接方式，这将直接影响转动部件的性能发挥。

4 汽车后视镜自动调节装置发展前景

汽车后视镜自动调节装置的特点在于它在不影响现有车辆的后视镜功能及车辆外观的前提下消除了原有后视镜存在的盲区和死角的问题，而且它不会改变驾驶员的操作习惯。它安装简易，价格低廉，便于推广、利用，不像市场上存在自动泊车、倒车显像灯装置等装置价格昂贵。它更利于实现汽车的人性化和自动化，能更好的提升汽车的安全性。

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Modern Analysis and Prospect of the Rearview Mirrors

He Yongao,Zhang Weibo

（College of Mechanical Engineering and Automation,FuZhou University, FuZhou 350108,China）

The rearview mirror is the most immediate tool for the driver in the cab to directly acquire the external information, and is also one of the major active safety devices. However, there exist certain defects in these various rearview mirrors, which bring hidden dangers. This article is going to comprehensively analyze the traditional rearview mirror system, and compare the major existing rearview mirrors in the market with each other, meanwhile introducing a new rearview mirror auto-adjust device which solves the problems of blind area and dead point.

The rearview mirrors;Active safety technology