重型載貨汽車全景環視系統的應用研究

趙 陽

（北京福田戴姆勒汽車有限公司， 北京 101400）

1 研究背景

在駕駛中，駕駛員80%以上的路況信息是依靠視覺獲得的。據統計，在中國因視覺盲區造成的車禍約占30%，在高速公路上因變換車道所發生的車禍，其中有70%是由于后視鏡盲區造成的。

與轎車相比，重型載貨汽車的盲區更為嚴重，盲區分為半盲區和全盲區。除了本身的盲區和半盲區，重型載貨汽車還有巨大的內輪差。巨大的盲區和內輪差導致重型載貨汽車事故起數最多，如圖1所示。

圖1 重型載貨汽車事故統計占比

全景環視系統利用安裝在車輛周邊的攝像頭，同時采集車輛四周的圖像并處理合成一幅車輛周圍環視圖，通過車載多媒體屏顯示，讓駕駛員清楚查看車輛周邊是否存在障礙物并了解相對方位與距離，可以幫助駕駛員變道、泊車、轉彎以及通過復雜狹窄路面，減少事故，實現安全駕駛。

對于重型載貨汽車，基于全景環視系統的駕駛輔助系統的應用意義很大。

2 全景環視系統構成

通過對行業需求和行業現狀的分析，策劃適用于重型載貨汽車的全景環視系統。系統構成如圖2所示。

1） 系統支持5～8路攝像頭輸入，可根據實際選擇使用。分別為：①前部攝像頭；②左側向下攝像頭；③左側向后攝像頭；④右側向下攝像頭；⑤右側向后攝像頭；⑥駕駛室后攝像頭；⑦后攝像頭；⑧貨廂內監控攝像頭。其中前5路攝像頭安裝在駕駛室上，分別位于前遮陽罩處和左右后視鏡下方，此5路攝像頭用于實現270°的圖像拼接；序號⑥～⑧攝像頭用于單視圖顯示，可按需安裝相應的攝像頭。

2） 支持兩路視頻輸出：一路輸出給多媒體屏顯示，用于駕駛輔助的人機交互界面；另一路輸出給存儲設備，用于視頻記錄。

3） 系統可支持的功能如下：①全景環視系統，即AVM（Around View Monitor）；②基于全景的行車記錄，即VDR（Vehicle Driving Record）；3） 基于全景的近距離移動物體監測預警，即MOD （Moving Object Detection）。

圖2 系統構成圖

4） 硬件原理框圖如圖3所示。

圖3 硬件原理框圖

3 系統功能

功能列表見表1。

表1 系統功能列表

各模式功能描述如下。

3.1 用戶被動進入模式

倒車輔助：車輛倒車時，強制開啟全景，多媒體屏顯示全景圖+后視圖的模式。

3.2 用戶主動進入模式

用戶需要全景環視系統功能時，可點擊車載多媒體屏UI界面上的“全景環視”圖標開啟，則可進入此系統界面。

用戶主動進入此功能界面后，可實現不同模式下的輔助功能。

1） 前行：車輛前行時，顯示全景圖+左視圖的模式。

2） 左右轉彎：開啟轉向燈，車速≤30km/h，進入轉彎模式。當“左轉”時，顯示全景圖+左視圖的模式；當“右轉”時，顯示全景圖+右視圖的模式。

3） 左右變道：開啟轉向燈，車速＞30km/h。當左右變道時，通過左或右側向后攝像頭清楚顯示左或右后側視頻圖像，顯示全景圖+左/右后視圖。將左或右后側方的情況進行展示，防止后視鏡的盲區造成的事故，還可俯看全車周邊整體情況。

4） 倒車輔助：車輛倒車時，多媒體屏顯示全景圖+后視圖的模式。

5） 視頻記錄存儲：全景環視系統具有本地行車記錄存儲功能，記錄的視頻畫面格式為6宮格形式（若安裝6個攝像頭）。視頻存儲在SD卡上，并能通過多媒體屏上“視頻回放”菜單進行回放操作。若控制器里沒有安裝SD卡，中控顯示屏上可提醒“請安裝SD卡”字樣（SD卡由用戶自行購買安裝，可支持128G）。

6） 近距離移動物體偵測：車輛靜止狀態下，對2m 內的移動物體進行偵測并提醒用戶，如圖4所示。

圖4 報警區域圖示

4 實施意義

解決重型載貨汽車盲區問題，不僅與攝像頭本身硬件、主機軟件算法相關，也與攝像頭安裝位置和角度息息相關，要確保攝像頭安裝后盡可能覆蓋盲區范圍。

1） 從車側方看，安裝攝像頭后視角覆蓋范圍如圖5所示。

圖5 側方-攝像頭視角覆蓋范圍

2） 俯視角度看，安裝攝像頭后視角覆蓋范圍如圖6所示。

圖6 俯視-攝像頭視角覆蓋范圍

從以上兩個視圖角度分析，幾乎能覆蓋全部視覺盲區。且若為牽引車，還可以滿足掛車的不確定性，若掛車貨廂比駕駛室寬一些，會有不可避免的微小盲區，預計20cm以內，俯視角度如圖7所示。

圖7 掛車寬度大于主車-盲區范圍

綜上，此方案彌補了后視鏡觀測的半盲區和全盲區以及內輪差引起的視線死角。且對于重型載貨汽車帶掛行駛時，左右轉彎時，也能實現相應轉向的危險區域的無死角。避免了重型載貨汽車在道路行車中，最容易產生事故的各種情況，確保了安全駕駛。

5 結論

通過對重型載貨汽車本身的結構特點進行研究，開發全景環視系統應用于重型載貨汽車，具有實際應用意義。從用戶角度出發，真實地給用戶帶來行車中的便利和安全。在車輛起步、行車轉彎、窄道會車、變道、規避障礙等情況時，輔助用戶合理駕駛，有效提升行車安全，減少車輛刮蹭、碰撞等事故的發生。

相信隨著時間的推移，全景系統功能逐漸完善和普及，安全性能方面會取得顯著進展。