一、系统介绍
CMS (camera monitor system)电子外后视镜,是摄像头和显示器的产品纽合替代传统光学外后视镜, CMS能够降低风阻,提升续航里程;减少视野盲区, 提高行驶安全性。 目前全球欧洲和日本率先通过相关法规(ECE-R46和保安法)允许车辆使用电子外后视镜代替传统光学后视镜, 至今已有雷克萨斯、 奥迪e-tron和本田E量产搭载。 2020年6月, 工信部发布了机动车辆间接视野装置性能和安装要求征求意见稿, 意见稿参考了欧洲ECE-R46对CMS的认证要求, 近日,国家标准号为GB 15084-2022的《机动车辆 间接视野装置 性能和安装要求》正式发布,并于2023年7月1日起正式实施,届时将全面取代现行的GB 15804-2013标准。这意味着在未来,电子外后视镜能够广泛应用于汽车市场。
NO. | 部件 | 数量 | 备注 |
1 | CMS系统主机 | 1 | |
2 | CMS摄像头 | 2 | |
3 | CMS显示屏 | 2 | |
4 | 线束 | 若干 |
二、系统优势分析
传统后视镜已有百年历史,是在驾驶过程中司机直接获取汽车后方信息的重要工具,必不可少;但目前的后视镜依然存在着许多弊端,例如变道、转弯及后视盲区,再加上一些不同环境造成的盲区,例如雨雾天气、雪地的反光、后车的远光灯、以及隧道的忽明忽暗等等一系列的原因,都给司机造成了各种视角障碍,增加了危险系数。
传统后视镜在极端气象下(雨雪、 雾等)行车视线易受影响, 特别是后视 镜起雾极大影响行车安全。 虽然外后视镜加热功能己普及, 但效采较有限, 难以立竿见影。
另一方面,夜晚行驶时由于光线不足或晚上开车后车大灯的眩光, 会让驾驶员产生短暂夜盲, 影响行车安全。
电子外后视镜基于摄像头成像的虚拟后视 ,适应能力更强。结合摄像头加热技术,在雨天或夜间行驶中屏幕内的画面依旧清晰, 不会出现起雾或眩光等情况
通过传统后视镜, 驾驶员只能看后侧方是否有车,同时驾驶员存在视觉盲区, 极易刮跑到行人、 自行车等小物体。
电子外后视镜将可视角度从20度左右提升至制度左右, 最大限度规避了并线、 转弯或驶入应适时, 因视线盲区导致刚踏车辆和行人的情况。同时结合系统的BSD算法,主动提示用户并线时注意后方车辆。
三、系统示意图
CMS系统主要由摄像头,控制器,显示屏构成。图像通过LVDS线束传输,具有更好的图像质量和抗干扰能力。控制器能够检测各种失效场景,并提示用户,满足GB 15084-2022中要求的功能安全要求。摄像头支持HDR,LFM等技术,能够在各种应用场景下,提供更好的图像效果。同时摄像头支持物理加热,在雨雪天气下能获得更好的图像性能。
早期CMS系统,摄像头AHD信号经由推屏VSP芯片直接输出图像至屏幕。此类方案无法满足功能安全要求,且图像质量差。我司采用带控制器方案,可实现系统故障检测,并可升级BSD等ADAS功能。
序号 | 功能项目 | 功能描述 |
1 | 系统开启/关闭 | ACC ON时,默认启动系统,启动时间≤1.5S。 当用户挂倒挡时,系统自行切换为泊车辅助视角 ACC OFF时,系统延时1min关机 |
2 | 图像显示 | CMS系统启动后,实时显示摄像头影像,延时<60ms |
3 | 亮度调节 | 显示屏亮度可随环境光自动调节,支持用户手动调节 |
4 | 图像处理 | 系统支持高动态显示功能,动态范围>120dB,有效抑制后车强光,同时获得更好的夜视效果; 系统支持LFM LED频闪抑制技术,当环境光源为LED光源时,系统会自动抑制画面闪烁 |
5 | 触屏控制 | 用户可用过单侧显示屏,调节两个摄像头的显示画面大小和角度 |
6 | 故障检测 | 系统自动检测故障,并通过图像和声音提示用户当前故障状态 |
7 | 镜头除雾 | 系统支持手动除雾功能,当用户开启车身雨刷时,摄像头会加热除雾 |
8 | ADAS | 系统支持BSD检测,并在显示屏上提示用户(预留) |
9 | 离线升级 | 支持TF卡升级 |
一、CMS功能安全说明
如上图所示,视频信号进入SOC后,经由一系列功能单元,推送至视频输出接口。各个功能单元都会对数据有效性进行检测
1.VIF:输入视频中断,可检查视频输入是否超时,检查起始帧是否正确,检查队列溢出。并输出中断信号。
2.ISP:图像处理器,可检查队列忙,检查视频同步信号是否正确。并输出中断信号。
3.SCL:缩放器,可检查视频缩放是否正确。并输出中断信号。
4.IPU:集成处理单元,可检查解码器错误,可检查堆栈是否溢出。并输出中断信号。
5.DISP:显示单元,具有数据写回功能,通过CRC校验,检查显示输出和内存中的数据是否一致。
6.每个模块可计数以统计动态帧率,以此判断frame status。
7.内存接口保护:每个区域可独立设置5个物理地址和4个虚拟地址,保护数据安全。
按照GB 15084-2022中的要求,需要对特定的失效模式,做出相应的检测及报警。本系统采用软件及硬件相结合的方式,对上图中的失效模式进行探测,并对用户做出提示。
针对非显示单元失效,系统将在显示屏上给出错误提示;针对显示单元失效,系统将在通过控制器上的音频模块对用户进行提示。