国外卡车先后尝试，电子视镜系统会是未来吗？

本刊记者 李浩东 文

2021 年7 月8 日，曼恩(MAN)为其最新一代TGX 卡车(图1)带来了包括电子视镜系统、驾驶辅助系统、燃油效率提升等在内的一系列功能更新。其中最大的亮点之一就是这套名为“MAN Optiview”的电子视镜系统；这也应该是继梅赛德斯-奔驰卡车与达夫之后，第3 家推出电子视镜系统的欧洲卡车制造企业。

图1 配备 MAN Optiview 的曼恩最新一代TGX 卡车

电子视镜系统(或电子后/ 前视镜系统)，国际标准组织(ISO)称其为摄像头监控系统，即Camera Monitor System(简称：CMS)。电子视镜系统是怎样工作的？可以带来哪些好处？还有哪些需要提升？未来能否替代传统光学后视镜？接下来，笔者就借着近年发布的几款采用电子视镜系统的卡车来给大家详细介绍一下。

梅赛德斯-奔驰卡车——“MirrorCam”

梅赛德斯-奔驰卡车(Mercedes-Benz Truck)是最早发布电子视镜系统的欧洲卡车制造企业。早在2016年，梅赛德斯-奔驰卡车在德国IAA 2016(2016 汉诺威国际商用车展)上就曾展出过配备电子视镜系统的概念卡车(图2)，而后来(2018 年)最终发布的实际应用版本与其较为接近。

图2 梅赛德斯-奔驰卡车在IAA2016 上展出的概念车型是最早装备电子后视镜系统的欧洲卡车

2018 年9 月6 日，梅赛德斯-奔驰卡车在柏林全球首发了配备电子视镜系统的新 Actros 旗舰车型(图3)，并为这套系统命名为“MirrorCam”。

图3 2018 年9 月6 日，梅赛德斯-奔驰卡车在柏林全球首发配备 MirrorCam 系统的新 Actros 旗舰卡车(一车两色)

据了解，梅赛德斯-奔驰卡车的MirrorCam 系统主要由2 个外部摄像头和2 个内部立式彩色监视器组成。2 个摄像头分别安装在驾驶室两侧的门框上部位置(图4)，集成在向外伸展的摄像臂中；另外，为了降低在可能发生的碰撞中的损坏，摄像臂被设计成可以向前或向后折叠。

图4 奔驰新Actros 上安装的单摄像头电子后视装置

由摄像头拍摄的画面展示在驾驶室内部A 柱上竖直安装的2 个彩色监视器上(图5)，监视器的屏幕尺寸均为15.2寸，分辨率为790×1 920。

图5 竖立安装在驾驶室内部A 柱上的监视器

与传统光学视镜相比，电子视镜系统拥有更加丰富的辅助功能。在不同情况下，监视器显示的状态也会随之变化，以更好地帮助驾驶员操控车辆。除此之外，驾驶员可以在监视器屏幕上增加辅助线来标记车辆的位置，这在判断车辆距离时非常实用。

当车门打开或者发动机启动时，电子视镜系统将自动激活，监视器将显示默认画面；该状态下，监视器同时显示2 个画面，分别为主视野(上)以及广角视野(下)，模仿了传统光学视镜的显示方式。

需要说明的是，奔驰卡车采取的是单摄像头输出2 个画面的方案。监视器屏幕被划分为上下2 个区域(图6)，其中下方显示的是由广角摄像头拍摄到的完整画面，而上部则是在此基础上通过裁切以及拉伸等校正后得到的画面。基于此，MirrorCam 还提供了一个有趣的功能：车辆转向时，当挂车与牵引车形成一定角度时，监视器的画面也会随着转弯角度而旋转，始终保持挂车的尾部处于监视器中，让驾驶室随时可以检测到挂车尾部的状态。

图6 监视器显示屏被划分为2 个显示区域，上部显示的画面是由下部画面裁切并校正后得到的

监视器可以通过车门上的控制模块、中控台上的第2 显示屏进行控制；此外，在副驾驶以及卧铺区域同样安装有控制按钮，可以在发动机关闭时开启电子视镜系统。(注：奔驰MirrorCam 系统仅将传统的后视镜进行了电子化替换，保留了传统的前视镜以及补盲外视镜，这也是与另外2 家卡车企业产品不同之处之一。)

当车辆进入倒车模式时，系统会自动激活协助驾驶员倒车的视图，该画面将持续显示直至车辆进入前进状态且速度大于10 km/h 时切换为默认视图。当然，也可以通过控制按钮随时进行切换。

除了作为代替传统视镜的功能外，各个厂商也在给电子视镜系统赋予更多的功能。2019 年，梅赛德斯-奔驰卡车宣布将 Sideguard Assist 的提醒功能整合进了 MirrorCam 之中(图7)，当车辆检测到侧方有车辆或行人时，会通过声音并在监视器上通过视觉的方式提醒驾驶员。

图7 整合了 Sideguard Assist 提醒的 MirrorCam 系统，当车辆传感器检测到侧方行人等时会在监视器上进行提醒

达夫——“DAF Digital Vision System”

2021 年6 月9 日，达夫(DAF)发布了包含XF、XG 以及XG+在内的新一代卡车(图8)，除了车辆结构的一些升级外，也同时引入了电子视镜系统——“DAF Digital Vision System”。在达夫的这套电子视镜系统上可以看到不少与奔驰卡车相似的设计，但也有一些不同之处。

图8 从左到右依次为XG+、XG 以及XF。下图为XG+及其电子视镜系统

首先，在驾驶室两侧后视镜的解决方案上，达夫的 DAF Digital Vision System 与梅赛德斯-奔驰卡车的MirrorCam 较为相似，同样采用了单颗摄像头方案(图9)。

图9 达夫 DAF Digital Vision System 系统的后视摄像头

在画面显示模式上，同样模拟了传统视镜的显示方式，即将电子屏幕分为上下2 个区域(图10)，分别显示广角画面(下)与经裁切与校正后的画面(上)。

图10 达夫卡车驾驶室内部的监视器，在显示模式上模拟了传统光学后视镜

与梅赛德斯-奔驰卡车不同的是，除了视镜之外，达夫还提供了下视补盲摄像头(图11)和第3 块监视器(图12)，用来取代前视镜以及补盲外视镜。摄像头安装在副驾驶员一侧，位于A柱底部；第3 块监视器同样安装在副驾驶一侧的A 柱上，横置在副驾驶一侧的后视监视器上方，显示由下视摄像头所拍摄的画面。

图11 达夫的下视补盲摄像头

图12 达夫副驾驶侧后视及下视监视器屏幕

曼恩——“MAN Optiview”

与以上2 家卡车企业都不同的是，曼恩最新一代TGX 卡车配备的后视系统——MAN Optiview 在摄像头数量以及显示方式等方面都采用了与上略有不同的方案。

首先，曼恩的 MAN Optiview 系统将传统外部视镜进行了完全代替，包括两侧的主外视镜与广角外视镜，以及补盲外视镜和前视镜。该系统由5 个摄像头组成，车身两侧的后视装置各有2 个摄像头(图13)，分别为普通摄像头和广角摄像头；2 个摄像头被整合在一个可伸缩的外臂中，外臂安装在门框上方，代替了传统的主外视镜与广角外视镜。

图13 曼恩的双摄像头电子后视镜

与电子视镜相匹配的是安装在驾驶室内A 柱上的2 块监视器(图14)，两侧摄像头的画面分别投放在这2 块屏幕上。需要注意的是，2块屏幕的尺寸并非一致，在驾驶员一侧的屏幕尺寸为13 in，而在另一侧的屏幕尺寸则为15 in，这是考虑到因距离原因导致的画面视觉上会变小的问题，屏幕的亮度和对比度会根据环境自动进行调节，也可以通过车门上的控制模块进行手动调整。

图14 曼恩驾驶室内部的监视器

另一个(前视)摄像头安装在副驾驶侧的A 柱上(图15)，代替了前补盲镜的功能；与达夫不同的是，这个摄像头的画面显示在位于中控台的12 in 多媒体屏幕上，而非增加第3 块监视器。当车辆以低于10 km/h 速度向前行驶时，前置摄像头拍摄的画面将会自动显示在多媒体屏上。

图15 安装在A 柱上方的曼恩前视摄像头

曼恩的这套MAN Optiview 系统不仅带来了无盲区的画面收集，还设计了多种智能交互模式，以提升驾驶员的操作效率。

在显示方式上，MAN Optiview 共有3 种模式：标准视图、放大视图以及广角视图，电子屏上显示的画面会根据车速、转向角度的以及车辆前进或者倒退等不同状态进行自动切换，驾驶员也可以随时根据个人偏好通过车门上的控制模块进行手动调节。

(1)标准视图(图16)：标准视图是默认视图，在车门开启或者车辆启动时，车辆会自动开启标准画面视图。该模式下，电子监视器显示的画面与传统视镜基本相当。在监视器上会有一横一竖2条交叉的分界线将画面分为4 个部分，显示的画面是由标准摄像头与广角摄像头拍摄到的画面拼接而成。在这个模式下，车身侧面的画面显示范围与传统视镜相比得到了大幅提升。

图16 标准视图：右上为主摄像头拍摄的画面，另外3 个区域为广角摄像头拍摄的画面，显示器的画面由2 个摄像头拍摄的画面拼接而成

(2)放大视图(图17)：在放大视图中，监视器会将由标准摄像头拍摄的画面进行放大显示，便于驾驶员观察车辆尾部及远处的道路状况。这个画面模式会在车速达到60 km/h 时自动开启，也可以手动调节为50 km/h。这个模式下，驾驶员可以更早注意到相邻车道上快速接近的车辆；此外，倒车时也可以作为辅助。

图17 放大视图：在标准视图基础上，由主摄像头拍摄的画面会进行放大，其余视图则变形缩小

(3)广角视图(图18)：广角视图是第3 种显示模式。这个模式下，监视器将只显示广角摄像头拍摄到的画面。该模式在城市内低速行驶以及倒车时非常实用，在车辆进入倒车模式时会自动切换到该画面。

图18 广角视图：监视器仅显示由广角摄像头拍摄的画面

除以上几种模式外， 曼恩还提供了city automatic(城市自动)与automatic curve(自动弯道)2种模式，以应对不同场景。其中，在city automatic模式下，车辆会在50 km/h 速度以下时自动开启广角视图；在automatic curve模式下，一旦牵引车与半挂车或挂车之间达到一定的弯道角度，或选择了转向指示器，系统会自动切换到广角视角。这样，驾驶员能够看到车辆周围的环境，没有任何盲点，驾驶员可以及时发现靠近车辆的骑行人、行人或障碍物，避免事故的发生。

和梅赛德斯-奔驰卡车一样，MAN OptiView 同样为电子视镜系统带来了一些辅助功能。例如，宽度和长度标识可以叠加在侧面监视器屏幕的视图上，使驾驶员在超车或操纵时更容易判断距离和尺寸。此外，通过MAN OptiView，转弯辅助、变道支持LCS和变道防撞助手的警告指示灯也会显示在2 个监视器上。

电子视镜系统真的好用吗？

用电子视镜系统代替传统光学视镜一直存在一定的争议。要讨论电子视镜是否好用，关键还要看它解决了哪些问题。

(1)首先是安全方面的提升。对商用车而言，驾驶盲区一直是一个难以完全解决的痛点，而电子视镜系统以及车辆上的一些智能辅助系统可以很好地解决这个问题，让盲区变得可见。不仅如此，去掉传统视镜尤其是两侧巨大的后视镜后，还可以极大地提升驾驶员的视野(图19)，有利于更好地掌握和判断周围的情况。

图19 用电子后视镜代替传统后视镜可以获得视野的提升

(2)电子视镜系统还可以起到监控作用。在夜间休息时，驾驶员可以使用电子视镜在侧面屏幕上查看车辆周围的情况，并在媒体系统屏幕上查看前置摄像头图像，特别是夜间窗帘关闭时，可以更早地发现卡车周围的可疑行动。监控模式可以在任何时候使用下层卧铺上的控制模块立即激活，甚至在睡觉的时候。在曼恩的MAN Optiview 系统中，如果车辆另配备了后视摄像头，那么这个摄像头的图像也会以分屏的形式显示在多媒体屏幕上，起到无死角监控的作用。

(3)还有一项不得不提的是能耗的降低。这一点对乘用车而言或许感知并不明显，但对商用车而言则是一个巨大的提升。根据梅赛德斯-奔驰卡车的测试，采用电子视镜系统的卡车可以减少1.5%的油耗，这对于提升用户收益、降低CO2排放都是一个好消息。

(4)除了以上这些作用外，电子视镜还有不少的好处等待发掘。它不只是简单地替代了传统视镜的功能，其电子载体的特性也为其未来拓展更多的功能提供了想象空间。作为汽车向智能化方向发展的一部分，汽车厂商也会为电子视镜赋予更多功能。

好处虽多，但问题依然存在

没有什么事物是绝对完美的，电子视镜系统可以带来诸多的好处，但也尚存一些问题。其中较受关注的是电子视镜的可靠性及稳定性问题，包括电子元器件的寿命和老化，电子系统的延迟，在不同环境下的使用体验，使用以及维修成本等。

美国国家公路安全管理局(NHTSA)就曾表达过对电子视镜系统的担忧。该机构2017 年对原型摄像机监控系统的测试发现，该系统在大多数情况下“普遍可用”；在黄昏和黎明时，可以提供比传统光学镜更高质量的图像。但测试也暴露了包括夜间显示器太亮、图像扭曲(图20)、相机镜头会被雨滴遮挡等潜在缺陷。

图20 曼恩监视器显示的画面，如果仔细观察可以发现有明显的拼接断层以及轻微的色差问题

但值得高兴的是，在介绍的上述几家欧洲卡车企业发布的电子视镜系统中，厂家针对这些问题都提供了专门的解决方案。例如，针对不同的气温和光照情况，为摄像头增加了自动加热功能来防止起雾、安装防炫光的滤光片以降低阳光从低角度照射以及来自后方的强光照射时的影响；针对下雨等天气情况，通过特殊的结构设计，将摄像头周围的气流进行引导，可以保护摄像头不受雨水影响，从而保证摄像头在恶劣天气下也能够提供高质量的画面；针对夜间屏幕过亮问题，提供了根据环境光改变亮度的技术等等。

从“可用”到“好用”，电子视镜系统还在不断摸索，还没有一个“标准答案”可以提供给行业。

法规随行，电子视镜国内外发展动态

法规方面，目前全球只有日本和欧洲的法规允许使用电子视镜系统替代传统光学视镜。欧洲法规方面主要有UN ECE R46-2016《关于间接视野装置及安装间接视野装置车辆认证的统一规定》和ISO 16505-2019《摄像头监视系统的人体工程学和性能方面的要求和测试程序》(图21)。还有一个法规，IEEEP 2020 Standardfor Automotive System Image Quality(车载相机图像质量标准)。IEEEP 2020 希望规范车上所有与摄像头图像质量相关的测试和问题；无论是人类视觉应用，还是计算机视觉应用都在其范畴；而且其主要规范的就是摄像头成像系统的图像质量。

图21 从左到右依次为：UN ECE R46-2016《关于间接视野装置及安装间接视野装置车辆认证的统一规定》、ISO 16505-2019《摄像头监视系统的人体工程学和性能方面的要求和测试程序》、IEEEP 2020 Standardfor Automotive System Image Quality(车载相机图像质量标准)

美国国家公路安全管理局(NHTSA)在2014 年允许使用CMS，但不能完全取代传统玻璃反射镜。不过，对商用车特别开了绿灯，自2019 年1月起，可以试用5 年，用CMS 取代传统的玻璃反射镜。SAE 正在制定的J3155 标准(图22)，则允许乘用车用CMS 取代传统的玻璃反射镜。

图22 仍在制定中的SAE J 3155

2017 年，特斯拉在洛杉矶发布了其纯电动牵引车——特斯拉 Semi Truck(图23)，可以看到在这款卡车上同样用电子视镜代替了传统光学视镜。然而这款当初宣布将于2019 年上市的卡车经历了多次跳票，至今仍未上市。

图23 2017 年发布的采用电子视镜系统的特斯拉 Semi-Truck

不过根据最新的爆料，特斯拉的Semi Truck 即将进入最终的生产阶段，同时在最新的渲染图中，传统后视镜再次出现在了驾驶室的A 柱上(图24)，这可能也是特斯拉在当前美国法规下的一种妥协。

图24 最新爆料中的特斯拉 Semi 增加了传统后视镜

国内法规方面，GB 15084-2013《机动车辆 间接视野装置性能和安装要求》允许安装电子视镜(图25)，但还不允许电子视镜取代玻璃视镜。估计，未来1～2 年内GB 15084 修订版或会跟上UN ECE R46-2016 步伐。我们期待标准下一次升级版可以允许替代。

图25 GB 15084-2013《机动车辆间接视野装置性能和安装要求》对用于间接视野的摄像机 - 监视器装置进行了要求

尽管国内暂时还不允许电子视镜系统替代传统光学视镜，但已有企业在电子视镜方面进行了尝试，甚至有企业将其应用到了实际销售的车辆上。

例如，2019 年11 月，东风商用车在武汉商用车展上展出的配备电子视镜系统的新一代东风天龙概念车(图26)，从摄像头排布以及监视器等方面都能够看到不少已经正式发布的欧洲卡车的影子。2020 年5 月，一汽凌源(现名:飞和汽车、FHA)在河北发布了沪尊S200 重卡，其智尊版上同时安装有电子视镜系统与传统光学视镜(图27)，带有“电动加热的视镜补盲摄像头”；根据法规，该车同时保留了传统光学视镜。

图26 2019 年11 月，东风商用车展出的新一代东风天龙概念车

图27 同时安装有电子视镜系统与传统光学视镜的一汽凌源沪尊S200 智尊版

结语

对于整车而言，视镜系统只是很小的一部分，但它的变革从某种程度上反映着近年来汽车技术的发展，尤其是随着5G、大数据、无人驾驶技术以及更多新技术在车辆上的应用，在低碳化、电动化、智能化等发展背景下，汽车行业正在经历着巨大的变革。未来的汽车会是什么模样，又会给道路运输业带来哪些积极的影响？我们十分期待。T国内有企业可以生产电子视镜系统(CMS)

目前国内对电子后视镜的研发及应用均处在探索阶段，其应用作为对传统光学视镜的有益补充(辅助驾驶部件)，或自动驾驶车辆的传感和控制部件。据了解，目前国内已有企业可以生产电子视镜系统(CMS)及相关产品，例如锐明技术、豫兴电子等企业，其生产的产品相比国外产品性价比较高。

锐明技术是以人工智能为核心的商用车安全及信息化解决方案提供商，其各类车载主机、车载摄像机、专用车载外设、主动安全套件等硬件和管理平台软件已广泛应用于公交、两客一危、货运、渣土、环卫、出租等行业。其全景电子后视镜由主机、4 个高清夜视摄像头、2 个高清电子竖屏等组成，融合了360°环视全景方案，具有宽动态、广视角、雨夜可视效果突出、高清显示无视线盲区等特点。

豫兴电子研发的电子视镜具有盲区可视、风险预警、有效证据和运营管理 4 大功能；2020 年与元橡科技签署战略合作协议，在电子后视镜 (CMS)由盲区可视到风险预警等领域展开深度合作。 （黎 明）