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智能互联:CMS系统如何成为自动驾驶车辆的大脑
作者:来源:访问:37时间:2024-05-23

2022年12月29日,中国汽车后视镜新国标GB15084-2022《机动车辆间接视野装置性能和安装要求》正式发布,意味着搭载CMS的车辆可以从2023年7月1日起正式合法量产上路。新国标GB 15084对机动车间接视野装置进行了明确的划分,大致可分为七类视野,内部视野装置属于一类性,二类到七类都属于属于外部视野装置。


电子后视镜是由摄像头+车内显示屏替代传统的反射镜,电子后视镜主要分为电子内后视镜和电子外后视镜,其中电子内后视镜常被称为流媒体后视镜,电子外后视镜则一般用电子后视镜(CMS)直接指代。


相较传统物理镜存在“看不全、看不清、受干扰、风阻大”的问题,CMS具有视野更加宽阔、减少盲区、可通过图像调优算法(ISP)大幅降低外界光线干扰、对抗雨雪雾恶劣天气影响的能力强等优点, 并且CMS 摄像头后视镜横截面积能缩小为传统玻璃外后视镜的二分之一乃至更低,能有效降低风阻和风噪,实现节能减排。


车载CMS系统方案

商用车和乘用车CMS 系统都是由摄像头、显示屏、控制器三部分构成,但是商用车方案比乘用车更复杂,赛格导航已完成CMS系统在乘用车商用车领域的产品预研开发及技术验证。乘用车 CMS 系统一般由 2 个显示屏+2 个左右外耳摄像头+集成 1 个流媒体后视镜(选配) +控制器构成,控制器可独立可集成。由于CMS系统对图像实时传输性能要求高,任何长延时的图像都有可能造成判断失误,因此CMS系统的视频图像只能通过数字方式传输,以最大限度减小延时。目前新国标对电子后视镜的延迟时间要求是小于200毫秒,实际上,超过30毫秒的延时就能被感知到,所以赛格导航目前的解决方案主要有两种:一是用FPGA,延时约20毫秒,几乎察觉不到;二是ARM,延时约50毫秒。这两种方案都远优于新国标的延时要求。


商用车 CMS 系统方案复杂度更高,因为商用车屏幕和所要呈现的区域会多一些(前盲区+下盲区+左盲区+右盲区),因此商用车 CMS 方案在外侧摄像头通道数会更多,由左侧 2 个+右侧 2 个+前面 1 个(选装)+后侧 1 个(选装)摄像头构成,商用车显示屏比乘用车更大,左右2 个主显示屏一般是 12.3 寸屏,可以在同一块屏的上下两个不同区域分屏显示同一侧二类镜和四类镜画面,而五类镜、六类镜可以同时分屏显示在 1 个显示屏中。在基础后视方案上,赛格导航增强版方案增加了360全景功能。


自动驾驶视觉传感器现状

视觉仍然是最主要的感知手段,车载摄像头作为自动驾驶中应用范围最广的视觉传感器,一般含括几个应用场景:侧方后视、前视宽视野、前视主视野、前视窄视野、后视、侧方前视,每个场景使用的摄像头都有不同的功能,对镜头的要求也不一样。依赖摄像头完成的ADAS功能如车道偏离预警、前向碰撞预警、行人碰撞预警、车道保持辅助等都是前置的摄像头,因为汽车使用过程中,绝大多数时间是前向行驶的,所以前向检测功能要求的最多,检测范围和精度要求也最高。


目前能够实现L3/L4级别自动驾驶功能的汽车,前视摄像头分辨率普遍达到800万,模组的视场角可以到120度,最远可以识别550m外的行人、车辆和特定形状的物体。除前视之外的视觉检测范围包括360环视、侧视、倒车后视、流媒体后视,这些摄像头的视野范围在5m-50m,分辨率要求相对低,200万像素可以满足大部分场景的应用,CMS系统的应用范围正好可以涵盖这些视野。


CMS可扩展为自动驾驶的“眼睛”

CMS系统作为智能行车辅助,锚定城市行车场景的痛点,在变道、倒车、转弯、泊车带来动态视野调整,并融合ADAS、DMS、OMS等系统,实现人脸识别、车内监控、疲劳预警、驾驶员监测、行为监测、视线追踪功能,在显示屏主动标记报警提示,它们由一个或者两个摄像头完成识别,解析度和识别距离都相对较低,符合低速控制系统的应用范围。


由于CMS系统法规的出台,如果车辆采用电子后视系统取代了物理后视镜,则车内的显示屏、流媒体屏和电子后视镜的显示屏就必须始终处于工作状态,并显示相应的车外图像。这些显示屏不仅可以显示图像,还可以进行提醒,显示车内外摄像头的检测结果和内容,如图标或图示等,这些内容显示可以用叠加UI的形式显示到屏上,显示的时间和时机位于驾驶员的观察位置和方向,以便驾驶员能够准确获取到这些信息。


我们可能在未来相当长的一段时间内都处于非自动驾驶或半自动驾驶的阶段,在实现完全自动驾驶之前,L3或L3以下级别的驾驶都需要摄像头对驾驶员的行为状态进行监测,CMS替代后视镜的摄像头可以集成ADAS类型的辅助驾驶功能及智能网联相关功能,并在车内的适当显示器上实时显示视觉信息,扩展为自动驾驶的“眼睛”。


我们对未来自动驾驶的构想是,在信号灯控制的交通路口、地上和地下停车场、辅道、环岛、工业园区道路等低速场景下使用集成的CMS提醒和提示功能,在高速公路、城市主干道、快速路、国道、省道等高速场景下使用自动驾驶系统控制车辆行驶状态,用这两套系统覆盖全场景的自动驾驶。

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