后視鏡新技術探討

王亮，莊瓊倩，陸圣君，初翔杰

（1.江淮汽車技術中心車身設計院，安徽 合肥 230601；2. 江淮汽車技術中心智能網聯院，安徽 合肥 230601）

引言

隨著工業化的發展，特別是福特發明了流水化左右降低了汽車的生產成本以來，汽車在人類日常生活中的比重逐年提高，同步提高的是對汽車安全性要求。汽車行駛過程中，有80%的信息是靠視覺得到的。后視鏡作為汽車行駛間接視野的主要來源，能否有效的給駕駛員反饋行駛過程中的周邊環境變化至關重要。本文通過對后視鏡基礎功能介紹以及提升行車安全的新技術的應用做簡單的探討，目的在于對后視鏡新技術有一個初級的認識。

1 后視鏡的功用、組成及分類

1.1 后視鏡的功能及組成

后視鏡一般由鏡片、保持部分、安裝部分組成，能在規定的視野內，映出汽車下后方清晰圖象的裝置。

1.2 后視鏡的分類

后視鏡以安裝位置劃分，分為外后視鏡和內后視鏡。以用途劃分，外后視鏡反映汽車后側方，內后視鏡反映汽車后方及車內情況。用途不一樣，鏡面結構也會有所不同。一般后視鏡鏡面只要有兩種，一種是平面鏡，即表面曲率半徑SR無窮大，可得到與目視大小相同的映像，通常用作內后視鏡。另一種是凸面鏡，表面曲率半徑 SR不小于 1200mm，它的映像比目視小，視野范圍大，這種凸面鏡常用作外后視鏡和下后視鏡。

乘用車及其他輕型商用車一般裝配內后視鏡和外后視鏡，大型商用車除裝配內外后視鏡外還會裝配下后視鏡。

以江淮和悅A20為例：

圖1 和悅A20內后視鏡

圖2 和悅A20左外后視鏡

和悅A20內后視鏡曲率半徑SR為無窮大，外后視鏡曲率半徑 SR為 1400mm，由于玻璃曲率成型誤差較大，因此在技術上允許存在±200mm的偏差，以保證當其走負偏差時，最小曲率半徑SR為1200mm，仍滿足法規要求。

2 后視鏡新技術探討

2.1 后視鏡新技術概述

科學家研究表明，在正常靜止狀態下，人的雙眼視野可達210度，有150度的“天生的視野死角”，在210度的視野中，真正看的清楚的只有70度。未裝后視鏡時，后部視野全面死角，加裝普通后視鏡后，仍存在很大的死角。 在駕駛室內受到車身遮擋，直接視野變小，而作為間接視野的主要來源，傳統光學后視鏡存在著諸多的缺陷，從不同的角度和途徑對其進行革新和改進，開發新技術一直是國內外科研人員和汽車廠商努力的方向。正確鮮明的反映物像，不變形或變形小；足夠的后視視野，后視范圍盡可能的大，最好能消除盲區；在雨、霧、寒冷等特殊天氣以及夜間能正常工作，目前的新技術大多是圍繞以上幾點提出的。

2.2 江淮汽車已應用的后視鏡新技術

2.2.1 概述

乘用車平臺，由于產品定位的原因，除C級S級車外，后視鏡一般僅配備鏡面電動調節以及電加熱功能。

響應國家公務用車雙18標準開發的賓悅公務版車型，配備了電動折疊防眩目雙曲率外后視鏡以及三合一電子防眩目內后視鏡（內置倒車顯示+TPMS接收）；S平臺二代產品瑞風S5高配版本也配備了電動折疊外后視鏡；C平臺二代產品瑞風 A6配備了記憶存儲式后視鏡，屬于高檔轎車的主流配置。

2.2.2 變曲率鏡面外后視鏡

平面鏡、球面鏡是傳統后視鏡面采用的兩大系列，他們各有所長，但都存在明顯的缺陷。平面鏡的優點是能真實的反映車后物體的外形及實際距離，給駕駛者比較準確的判斷信息，缺點是后視范圍較小，造成過多的視覺盲區。球面鏡的特點則剛好相反，它具有較大的后視范圍，卻不能真是體現物體的大小和遠近，駕駛者需要經過一段時間的適應。

變曲率鏡面彌補了平面鏡后視范圍過小，球面鏡反映后方物體不真實的不足，它是一種變曲率鏡面，它是在普通球面鏡面的制造過程中，利用局部成型技術，制造出來的凸面鏡。這種鏡面內側約3/4面積是普通固定曲率曲面（即主視區），而外側約1/4面積是由普通曲率向一個更小曲率逐漸圓滑過渡的曲面。

以江淮賓悅公務版外后視鏡為例：

圖3 賓悅公務版左外后視鏡

3/4面積的鏡面曲率半徑SR=2000mm，符合GB 15084中對后視鏡面曲率的法規要求，1/4面積鏡面曲率半徑SR從2000mm至400mm由內向外漸變，進一步擴大視野，減少盲區。雙曲率鏡面既滿足國家強制性標準，又解決了盲區問題。

2.2.3 多功能電子防眩目內后視鏡

電子防眩目后視鏡原理是當強光照在后視鏡上時，鏡上的傳感器把光信號傳送給控制器，經過信號處理，控制電路會使鏡面變色，以吸收強光，削減強光的反射。有效的解決了駕駛員的眩光反應（研究發現，眩光的影響，會使駕駛員的反應時間增加 1.4秒。當汽車以百公里時速行駛時，會使剎車距離增加近一倍），保證了駕駛安全。

以江淮賓悅公務版防眩目內后視鏡為例：

圖4 電子防眩目后視鏡（內置倒車顯示+TPMS接收）

內后視鏡背面配有環境傳感器，正面配有眩光傳感器，當直接視野光強不小于100LUX以及倒檔狀態下，后視鏡反射率大于55%，符合日間行車法規要求；當直接視野光強小于 3LUX，即在夜間或視野較差的隧道環境下行駛時，依據表3-1的邏輯功能實現防眩目：

現在的防眩目后視鏡，不僅具有防眩目功能，還具有指南針、車內溫度監控、胎壓監測顯示、倒車顯示等一系列的功能。

表1 防眩工作狀態表

例如賓悅公務版內后視鏡在電子防眩目的基礎上就集成了胎壓報警功能和倒車顯示功能，如圖3.2所示。

2.2.4 記憶存儲式后視鏡

國內外后視鏡角度調節的發展可以分為三個階段：

第一階段是無調整或簡單調整階段。

第二階段是電動調節階段。

第三階段是記憶存儲式調整階段。

駕駛員對于后視鏡調整的不變性并未通過電動調整得到根本的解決，例如在車輛擁有多位常用駕駛者時，如夫婦、老板與司機等，更換駕駛員時后視鏡需要重新調節。記憶存儲十后視鏡有效解決了此類問題。記憶功能是后視鏡與車載電腦結合在一起的配置，在操作時駕駛員可根據身高及駕駛習慣等條件調節后視鏡最佳視角，通過內置的記憶芯片存儲后視鏡的調節參數，每個記憶按鈕都可記憶一個人的設置。在需要調取不同用戶設置的角度時，后視鏡會通過電動的方式自動還原該用戶的設置，免去反復調節的過程。

以江淮瑞風A6為例：

圖5 瑞風A6記憶存儲式后視鏡操控按鈕

與普通電動調節后視鏡相比，此后視鏡內增加了位置電位器模塊，最多可以提供三個存儲位置。當前駕駛員將后視鏡面調整到自己需要的角度后，按壓“SET”按鈕，隨即在7秒鐘內按壓一個記憶按鈕（如圖5），位置電位器會將當前鏡面位置信號轉化為電壓信號發送至空間模塊內，由于后視視野是由駕駛員眼睛的高度，座椅的前后位置以及后視鏡的鏡面角度共同決定的，因此座椅模塊也會同時存儲當前座椅位置信息。當后視鏡面角度及座椅位置被重新調整后，該駕駛員只需按壓之前設置的記憶按鈕，空間模塊便會根據之前存儲的位置信息將后視鏡以及座椅調整至相應的位置，調整一步到位，方便快捷。

2.3 后視鏡行業新技術探討

2.3.1 概述

汽車后視鏡作為駕駛員間接視野的主要來源，涉及到行車安全，因此，后視鏡技術都是圍繞如何擴大視野（如2.2.2中的變曲率后視鏡）、增強真實感、防眩目（如2.2.3中的電子防眩目內后視鏡）、夜視、提高操作方便性（如2.2.4中的后視鏡記憶功能）、經久耐用性和美觀協調性等方面展開的。

2.3.2 車外后視鏡攝像機

前乘客側的某一特定區域在駕駛員處無法看到。因為車外后視鏡、車門鈑金以及 A 柱擋住了該區域（如圖 6中 3號區域）。為了能夠看到這個區域，在前乘客車外后視鏡下方安裝了車外后視鏡攝像機。現在駕駛員可以看到由車外后視鏡、車門鈑金以及A柱擋住的駕駛員側外部區域。

圖6 駕駛員位置視線區域

車外后視鏡攝像機可以通過設置與相應位置的按鈕接通或關閉，車外后視鏡攝像機圖像信號顯示與車內視頻顯示屏上，與車輛靜止時可以在顯示屏上顯示的其他圖像（例如電視 TV、車載電腦、導航系統）相比，車外后視鏡攝像機的圖像優先顯示。

圖7 車外后視鏡攝像機的探測范圍

在被外后視鏡及A柱遮擋視線的死角區域放置一個直徑0.3m，高1m的被測物體（相當于一個小朋友）由圖7可見，配置有車外后視鏡攝像系統的車輛，駕駛員可可觀察到圖 6中的視線死角區域 3，并可順利查看到被測物體，提高了行車安全性。

2.3.3 倒車電子輔助后視鏡系統

目前車輛后視鏡系統在倒車輔助方向出現了兩種新技術：后視攝像和倒車雷達。前者通過增加間接視界，圖像直觀、真實，但無法給出精確的距離；后者將視界信息數據化，能精確地測量距離，但對于車后方的水坑、凸出的鋼筋等無法做出反映，存在安全上的死角。SOPC技術在車輛電子后視鏡系統中的應用很好的解決了以上問題，該系統可以實時顯示車輛后方的圖像，并利用雙頻超聲波實現了10m以內的大范圍測距，同時該系統具有語音播報測量結果及報警等功能。

倒車電子后視鏡系統的原理如圖8所示。整個系統可劃分為圖像采集及轉換、圖像及信息顯示、超聲波測距、語音播報及蜂鳴警告等部分。圖像傳感器將采集到的圖像數據送到電子后視控制器中，轉換格式后的信號經芯片送往中控屏上顯示。超聲波測距電路共有左右兩個通道，利用兩種超聲波脈沖測量障礙物的距離及車輛的相對速度，隨后進行危險評估再將相關的信息顯示在中控屏上，并播報距離測量結果，然后控制報警電路發出急促程度不同的蜂鳴警示音。

圖8 系統原理框圖

倒車電子后視鏡系統利用雙頻超聲波實現了大范圍、高精度的測距，測距范圍最小7cm，最大10m，距離為2.5m以內時，測量誤差小于±1cm；圖像顯示清晰穩定，使駕駛者及時、準確、全面的掌握車輛后方的情況，極大的提高了倒車安全性。

2.3.4 帶雨刮器的后視鏡

雨雪天氣如何保證外后視鏡視野的清晰度一直是一個難題，目前普遍做法是在后視鏡內配置電加熱絲，以及在后視鏡上邊緣增加帽檐，高級一些的轎車還會配置成本較高的斥水鏡面（鏡面成本相當于目前市場上標準配置整個后視鏡的成本）。

目前出現了一種新型的主動清潔后視鏡面的系統，在后視鏡上配置雨刮器，原理在于在后視鏡鏡框上設有滑槽及在滑槽內活動的滾珠，滾珠與鏡體下部之間連接有刮水帶，兩側設置有拉繩，刮水帶下部連接有卷拉器。工作時，按壓車內后視鏡雨刮按鈕，通過電機帶動拉繩及滾珠實現鏡面清潔，使用方便，再配合電加熱絲的加熱作用，保證雨雪天氣后視鏡的清晰度。

2.3.5 鏡面導航系統

鏡面導航系統在后視鏡單元中安裝定位系統、語音播報系統，并安裝一個鏡面顯示器，可以通過車載網絡更新實時路況。后視鏡導航系統的優點在于，它將車內后視鏡和車載導航系統完美地結合起來，解放了車內中控臺的空間。此導航系統設置在車內后視鏡上，駕駛者需要獲取當前道路信息時只需觀察后視鏡即可（如圖9），視線轉移和分散較少，同時還可以同時觀察車后狀況，最大程度上保證了行車安全。

圖9 鏡面導航系統

此系統模塊化程度高，江淮乘用車上只需考慮后視鏡基座與前風擋玻璃的契合問題以及線束布置即可實現完美移植，借以提升整車品質感。

3 結論

通過對汽車后視鏡基本概念及主要參數的闡述，并對江淮汽車后視鏡新技術以及汽車行業后視鏡新技術的探討。不難看出，后視鏡新技術多數關聯了整車電器系統，特別是影音娛樂及控制單元，出于人機工程的考慮，還需兼顧座椅系統的配合?？偠灾囀且粋€整體，后視鏡作為汽車的一部分，其科技創新實在整車技術進步的前提下進行的。

本論文粗淺的探討了后視鏡在行車安全以及提高操作方便性方面的幾個典型的新技術，為后期開發變型產品在后視鏡模塊儲備一個可供參考的資料，系統思考，組織記憶，為多變化的乘用車市場需求提供有力的后盾。