后视镜新技术探讨

王亮，庄琼倩，陆圣君，初翔杰

（1.江淮汽车技术中心车身设计院，安徽 合肥 230601；2. 江淮汽车技术中心智能网联院，安徽 合肥 230601）

引言

随着工业化的发展，特别是福特发明了流水化左右降低了汽车的生产成本以来，汽车在人类日常生活中的比重逐年提高，同步提高的是对汽车安全性要求。汽车行驶过程中，有80%的信息是靠视觉得到的。后视镜作为汽车行驶间接视野的主要来源，能否有效的给驾驶员反馈行驶过程中的周边环境变化至关重要。本文通过对后视镜基础功能介绍以及提升行车安全的新技术的应用做简单的探讨，目的在于对后视镜新技术有一个初级的认识。

1 后视镜的功用、组成及分类

1.1 后视镜的功能及组成

后视镜一般由镜片、保持部分、安装部分组成，能在规定的视野内，映出汽车下后方清晰图象的装置。

1.2 后视镜的分类

后视镜以安装位置划分，分为外后视镜和内后视镜。以用途划分，外后视镜反映汽车后侧方，内后视镜反映汽车后方及车内情况。用途不一样，镜面结构也会有所不同。一般后视镜镜面只要有两种，一种是平面镜，即表面曲率半径SR无穷大，可得到与目视大小相同的映像，通常用作内后视镜。另一种是凸面镜，表面曲率半径 SR不小于 1200mm，它的映像比目视小，视野范围大，这种凸面镜常用作外后视镜和下后视镜。

乘用车及其他轻型商用车一般装配内后视镜和外后视镜，大型商用车除装配内外后视镜外还会装配下后视镜。

以江淮和悦A20为例：

图1 和悦A20内后视镜

图2 和悦A20左外后视镜

和悦A20内后视镜曲率半径SR为无穷大，外后视镜曲率半径 SR为 1400mm，由于玻璃曲率成型误差较大，因此在技术上允许存在±200mm的偏差，以保证当其走负偏差时，最小曲率半径SR为1200mm，仍满足法规要求。

2 后视镜新技术探讨

2.1 后视镜新技术概述

科学家研究表明，在正常静止状态下，人的双眼视野可达210度，有150度的“天生的视野死角”，在210度的视野中，真正看的清楚的只有70度。未装后视镜时，后部视野全面死角，加装普通后视镜后，仍存在很大的死角。 在驾驶室内受到车身遮挡，直接视野变小，而作为间接视野的主要来源，传统光学后视镜存在着诸多的缺陷，从不同的角度和途径对其进行革新和改进，开发新技术一直是国内外科研人员和汽车厂商努力的方向。正确鲜明的反映物像，不变形或变形小；足够的后视视野，后视范围尽可能的大，最好能消除盲区；在雨、雾、寒冷等特殊天气以及夜间能正常工作，目前的新技术大多是围绕以上几点提出的。

2.2 江淮汽车已应用的后视镜新技术

2.2.1 概述

乘用车平台，由于产品定位的原因，除C级S级车外，后视镜一般仅配备镜面电动调节以及电加热功能。

响应国家公务用车双18标准开发的宾悦公务版车型，配备了电动折叠防眩目双曲率外后视镜以及三合一电子防眩目内后视镜（内置倒车显示+TPMS接收）；S平台二代产品瑞风S5高配版本也配备了电动折叠外后视镜；C平台二代产品瑞风 A6配备了记忆存储式后视镜，属于高档轿车的主流配置。

2.2.2 变曲率镜面外后视镜

平面镜、球面镜是传统后视镜面采用的两大系列，他们各有所长，但都存在明显的缺陷。平面镜的优点是能真实的反映车后物体的外形及实际距离，给驾驶者比较准确的判断信息，缺点是后视范围较小，造成过多的视觉盲区。球面镜的特点则刚好相反，它具有较大的后视范围，却不能真是体现物体的大小和远近，驾驶者需要经过一段时间的适应。

变曲率镜面弥补了平面镜后视范围过小，球面镜反映后方物体不真实的不足，它是一种变曲率镜面，它是在普通球面镜面的制造过程中，利用局部成型技术，制造出来的凸面镜。这种镜面内侧约3/4面积是普通固定曲率曲面（即主视区），而外侧约1/4面积是由普通曲率向一个更小曲率逐渐圆滑过渡的曲面。

以江淮宾悦公务版外后视镜为例：

图3 宾悦公务版左外后视镜

3/4面积的镜面曲率半径SR=2000mm，符合GB 15084中对后视镜面曲率的法规要求，1/4面积镜面曲率半径SR从2000mm至400mm由内向外渐变，进一步扩大视野，减少盲区。双曲率镜面既满足国家强制性标准，又解决了盲区问题。

2.2.3 多功能电子防眩目内后视镜

电子防眩目后视镜原理是当强光照在后视镜上时，镜上的传感器把光信号传送给控制器，经过信号处理，控制电路会使镜面变色，以吸收强光，削减强光的反射。有效的解决了驾驶员的眩光反应（研究发现，眩光的影响，会使驾驶员的反应时间增加 1.4秒。当汽车以百公里时速行驶时，会使刹车距离增加近一倍），保证了驾驶安全。

以江淮宾悦公务版防眩目内后视镜为例：

图4 电子防眩目后视镜（内置倒车显示+TPMS接收）

内后视镜背面配有环境传感器，正面配有眩光传感器，当直接视野光强不小于100LUX以及倒档状态下，后视镜反射率大于55%，符合日间行车法规要求；当直接视野光强小于 3LUX，即在夜间或视野较差的隧道环境下行驶时，依据表3-1的逻辑功能实现防眩目：

现在的防眩目后视镜，不仅具有防眩目功能，还具有指南针、车内温度监控、胎压监测显示、倒车显示等一系列的功能。

表1 防眩工作状态表

例如宾悦公务版内后视镜在电子防眩目的基础上就集成了胎压报警功能和倒车显示功能，如图3.2所示。

2.2.4 记忆存储式后视镜

国内外后视镜角度调节的发展可以分为三个阶段：

第一阶段是无调整或简单调整阶段。

第二阶段是电动调节阶段。

第三阶段是记忆存储式调整阶段。

驾驶员对于后视镜调整的不变性并未通过电动调整得到根本的解决，例如在车辆拥有多位常用驾驶者时，如夫妇、老板与司机等，更换驾驶员时后视镜需要重新调节。记忆存储十后视镜有效解决了此类问题。记忆功能是后视镜与车载电脑结合在一起的配置，在操作时驾驶员可根据身高及驾驶习惯等条件调节后视镜最佳视角，通过内置的记忆芯片存储后视镜的调节参数，每个记忆按钮都可记忆一个人的设置。在需要调取不同用户设置的角度时，后视镜会通过电动的方式自动还原该用户的设置，免去反复调节的过程。

以江淮瑞风A6为例：

图5 瑞风A6记忆存储式后视镜操控按钮

与普通电动调节后视镜相比，此后视镜内增加了位置电位器模块，最多可以提供三个存储位置。当前驾驶员将后视镜面调整到自己需要的角度后，按压“SET”按钮，随即在7秒钟内按压一个记忆按钮（如图5），位置电位器会将当前镜面位置信号转化为电压信号发送至空间模块内，由于后视视野是由驾驶员眼睛的高度，座椅的前后位置以及后视镜的镜面角度共同决定的，因此座椅模块也会同时存储当前座椅位置信息。当后视镜面角度及座椅位置被重新调整后，该驾驶员只需按压之前设置的记忆按钮，空间模块便会根据之前存储的位置信息将后视镜以及座椅调整至相应的位置，调整一步到位，方便快捷。

2.3 后视镜行业新技术探讨

2.3.1 概述

汽车后视镜作为驾驶员间接视野的主要来源，涉及到行车安全，因此，后视镜技术都是围绕如何扩大视野（如2.2.2中的变曲率后视镜）、增强真实感、防眩目（如2.2.3中的电子防眩目内后视镜）、夜视、提高操作方便性（如2.2.4中的后视镜记忆功能）、经久耐用性和美观协调性等方面展开的。

2.3.2 车外后视镜摄像机

前乘客侧的某一特定区域在驾驶员处无法看到。因为车外后视镜、车门钣金以及 A 柱挡住了该区域（如图 6中 3号区域）。为了能够看到这个区域，在前乘客车外后视镜下方安装了车外后视镜摄像机。现在驾驶员可以看到由车外后视镜、车门钣金以及A柱挡住的驾驶员侧外部区域。

图6 驾驶员位置视线区域

车外后视镜摄像机可以通过设置与相应位置的按钮接通或关闭，车外后视镜摄像机图像信号显示与车内视频显示屏上，与车辆静止时可以在显示屏上显示的其他图像（例如电视 TV、车载电脑、导航系统）相比，车外后视镜摄像机的图像优先显示。

图7 车外后视镜摄像机的探测范围

在被外后视镜及A柱遮挡视线的死角区域放置一个直径0.3m，高1m的被测物体（相当于一个小朋友）由图7可见，配置有车外后视镜摄像系统的车辆，驾驶员可可观察到图 6中的视线死角区域 3，并可顺利查看到被测物体，提高了行车安全性。

2.3.3 倒车电子辅助后视镜系统

目前车辆后视镜系统在倒车辅助方向出现了两种新技术：后视摄像和倒车雷达。前者通过增加间接视界，图像直观、真实，但无法给出精确的距离；后者将视界信息数据化，能精确地测量距离，但对于车后方的水坑、凸出的钢筋等无法做出反映，存在安全上的死角。SOPC技术在车辆电子后视镜系统中的应用很好的解决了以上问题，该系统可以实时显示车辆后方的图像，并利用双频超声波实现了10m以内的大范围测距，同时该系统具有语音播报测量结果及报警等功能。

倒车电子后视镜系统的原理如图8所示。整个系统可划分为图像采集及转换、图像及信息显示、超声波测距、语音播报及蜂鸣警告等部分。图像传感器将采集到的图像数据送到电子后视控制器中，转换格式后的信号经芯片送往中控屏上显示。超声波测距电路共有左右两个通道，利用两种超声波脉冲测量障碍物的距离及车辆的相对速度，随后进行危险评估再将相关的信息显示在中控屏上，并播报距离测量结果，然后控制报警电路发出急促程度不同的蜂鸣警示音。

图8 系统原理框图

倒车电子后视镜系统利用双频超声波实现了大范围、高精度的测距，测距范围最小7cm，最大10m，距离为2.5m以内时，测量误差小于±1cm；图像显示清晰稳定，使驾驶者及时、准确、全面的掌握车辆后方的情况，极大的提高了倒车安全性。

2.3.4 带雨刮器的后视镜

雨雪天气如何保证外后视镜视野的清晰度一直是一个难题，目前普遍做法是在后视镜内配置电加热丝，以及在后视镜上边缘增加帽檐，高级一些的轿车还会配置成本较高的斥水镜面（镜面成本相当于目前市场上标准配置整个后视镜的成本）。

目前出现了一种新型的主动清洁后视镜面的系统，在后视镜上配置雨刮器，原理在于在后视镜镜框上设有滑槽及在滑槽内活动的滚珠，滚珠与镜体下部之间连接有刮水带，两侧设置有拉绳，刮水带下部连接有卷拉器。工作时，按压车内后视镜雨刮按钮，通过电机带动拉绳及滚珠实现镜面清洁，使用方便，再配合电加热丝的加热作用，保证雨雪天气后视镜的清晰度。

2.3.5 镜面导航系统

镜面导航系统在后视镜单元中安装定位系统、语音播报系统，并安装一个镜面显示器，可以通过车载网络更新实时路况。后视镜导航系统的优点在于，它将车内后视镜和车载导航系统完美地结合起来，解放了车内中控台的空间。此导航系统设置在车内后视镜上，驾驶者需要获取当前道路信息时只需观察后视镜即可（如图9），视线转移和分散较少，同时还可以同时观察车后状况，最大程度上保证了行车安全。

图9 镜面导航系统

此系统模块化程度高，江淮乘用车上只需考虑后视镜基座与前风挡玻璃的契合问题以及线束布置即可实现完美移植，借以提升整车品质感。

3 结论

通过对汽车后视镜基本概念及主要参数的阐述，并对江淮汽车后视镜新技术以及汽车行业后视镜新技术的探讨。不难看出，后视镜新技术多数关联了整车电器系统，特别是影音娱乐及控制单元，出于人机工程的考虑，还需兼顾座椅系统的配合。总而言之，汽车是一个整体，后视镜作为汽车的一部分，其科技创新实在整车技术进步的前提下进行的。

本论文粗浅的探讨了后视镜在行车安全以及提高操作方便性方面的几个典型的新技术，为后期开发变型产品在后视镜模块储备一个可供参考的资料，系统思考，组织记忆，为多变化的乘用车市场需求提供有力的后盾。