工程师解读:消灭后视镜,Tesla们还要熬过这些“山头”

2014-04-08 19:10:13来源: 互联网

    汽车后视镜是汽车历史悠久的零部件,相比于汽车百年巨变,后视镜也已经竖立在车“耳朵”的位置近百年了。近日,特斯拉联合通用、丰田、大众等汽车制造商联盟的12名成员,向NHTSA上交了一份提案,建议用后视摄像头取代传统的汽车后视镜。一时间,后视镜岌岌可危。

    其实,Tesla即将上市的Model X就已率先用微型摄像头取代了后视镜,摄像头捕捉到的图像会显示在车内的电子触摸屏上。此举虽减少了Model X的风阻,但同时也违反了美国多项安全规定。因此也就不难理解为什么Tesla要带头请愿了。但是在分析这件事情之前,我们必须要搞清楚后视镜真的已经LOW到必须废除的地步了吗,要把汽车上的这两面镜子摘掉,有多大的难度?车云菌说的不算,来看下面这位专门做后视镜的工程师分析:

    最先放置后视镜,是来自一位女士的主意,而真正应用起来,应属于1911年印地赛车比赛中,三年后成为量产车标准配置。后视镜用于观察车后方交通状况,和刹车功能一样,在本质上是一种需要利用驾驶员主观判断的主动安全配置,这使得百年来,没有任何其他配置取而代之,反而随着技术发展,后视镜系统功能愈加完善。

什么是后视镜的杀手锏?

    1.曲面镜片。观察后方始终是后视镜重中之重,为了扩大视野,增加镜片面积是最直接的方式,但是这样带来了另一个问题:遮挡前方视野,而将后视镜的镜片变为曲面镜,则可一举两得。但是镜片的曲率是不能无限扩大的,因为在你扩展视野的同时,牺牲了镜中相的准确性,也就是说,你镜片当中看到的物体是比实际物体要离你更远,这就非常容易导致驾驶员误判,产生事故,所以另一种变通的办法是,在一面镜子上设计两种不同的曲率,即双曲率镜片,在侧向的远端部分继续增加镜片的曲率扩大远端视野,在近端保持低曲率确保视觉的安全性,两者兼顾。

    2.镜片加热。对于雨雪天气来说,镜片上的水是将严重遮挡视线,在后视镜上安放雨刮显然得不偿失,但是通过在镜片背面加装电加热丝,就能蒸发掉镜片上的水汽,保证视野清晰。类似的设计还有镜片镀膜工艺,产生憎水膜,让水滴无法在镜片上停留等。这其中,属加热功能最为直接。

    3.镜片调节。为了能让每个人都能以舒服的姿势尽可能看到后方,镜片调节必不可少。最初是人手伸出车外扳动镜片,后来设计拉锁连入车内调节,再到在镜片后面增加可调节的电机,通过开关调节,目前,具备记忆调节功能的后视镜已得到广泛应用。

    4.防眩目。随着车灯工艺的飞速发展,大灯亮度提升,却也成了伤害前方驾驶员眼睛的罪魁祸首。防眩目功能在内后视镜中应用最早,最简单的办法是利用一面斜契形镜片,在普通状况和闪烁状况下,分别调整镜片与后方的角度,让实像和虚像照射进入人眼,因虚像亮度远低于实像,达到降低后方车灯的亮度的目的。随着对于人际关注的增加,自动防眩目功能也随之而来。这项功能产生于上世纪90年代,因成本高,普及缓慢,目前,内后视镜已在中端车普及,豪华车外后视镜也开始应用。

    虽然,后视镜在这些功能的武装下,行进百年,几乎难以取代。但是,一股将后视镜从汽车上彻底废除的暗流却开始涌动。

废除后视镜,矛头指向何方?

    1.设计的突兀。随着汽车设计、整体审美的进化,一个流线型的整车造型被越来越多的设计师所崇尚,依此潮流,所有的零件都必须服从于这个理念,并做出改变。而如今,只剩下后视镜始终没有屈服。在概念车上,设计师们早已砍掉了后视镜,只是,量产车型,如何匹配整车效果,始终还是一个难题。

    2.风阻和风噪。审美的变化与性能进化密不可分。一个流线型的整体造型,实际上也就是一个风阻系数更低、风噪更好的车型。后视镜因此也引起了工程师的“痛恨”。不管如何变更后视镜造型,其对整车的风噪贡献基本都会有1dB左右。而对风阻系数的影响,虽然受整车比例影响,因车而异,但是完全不受后视镜影响的车,目前还未被设计出来。

    3.视野。后视镜为视野而生,却也在视野上有致命伤。盲区是最大的致命伤。此外,前面描述过的曲面镜失真以及后视镜遮挡前方视野也是为人诟病之处。总之,对于后方视野来说,后视镜不是一个百分百完美的解决方案。

有哪些解决方案伺机而动?

    1.红外激光(IR)。通过安装在后视镜上的红外激光发射器发出多道激光束,探测车侧是否有潜在靠近物体,如果有物体进入激光束区域,反射回来的激光被另一个接受器接受到,则完成一个信号的发出接收循环,并发出警报。这个方式简单快捷,无需整车匹配,可在后市场安装,适用于对盲区物体的探测和报警,但是缺陷是侦测距离短,侦测准确度不够,只能作为后视镜方案的补充,不能独立存在。

    2.短程雷达(SRR)。方案普遍,以现有雷达技术,测量车后面的几个目标绰绰有余,不过还要考虑到雷达技术的适用性和成本。因此,各家都在找寻最具性价比的方案。此方案优点是技术成熟,准确性高,成本也相对低一些。

    3.摄像头(Camera)。摄像头是用来模拟人观察方式的解决方案。通过摄像头采集侧后区域图像,可以让驾驶员观看,也可以通过图像识别及技术进行机器判断。

    4.通信方式(V2V)。这个概念比较前瞻。通过每辆车装载的通信装置形成一个巨大的通信网络,车辆之间能够互通周边所有车辆的物理位置、车速、方向以及路线,最终实现自动驾驶的终极目标。后视镜?恐怕连驾驶员都可以放手了。

    上述四种方式,1过于简单,4过于理想,都不是最近几年可以应用的解决方案。2+3的组合方式在近几年推广的可行性看上去是非常高的。目前的主动安全技术在整车应用上越来越广泛,传感器、长短距雷达、摄像头开始普及,整车的电子架构也随之升级,以匹配更加大的数据吞吐量。

    这些基础变化之后,突显出该组合方案的可行性。增加侧面的雷达+摄像头(方案2+3)的组合,减掉后视镜这个零件,从整车角度考量成本变化不大。既然如此,对于整车厂来说,推动这个变革就变得有利可图了。

    这也是Tesla在两年之前就放出风声要挑战NHTSA,最近又联合通用汽车、丰田和大众一起向NHTSA请愿的原因吧。不过,真的要把放在车上一百年的零件取消掉,哪怕NHTSA妥协了,说服车主的过程也并不简单。

    首先,一旦废除后视镜,面对长期累积的使用观察习惯,如何安排侧方影像的显示位置将争议不断。或许,Tesla会放在中央显示屏上,通用汽车集成在HUD上,而奔驰很可能与Google Glass合作植入其中,但在统一的、可被重新接受的方案得出之前,这将会是一段多么纠结的过程!

    其次,电子系统的可靠性如何取代机械元件。后视镜的可靠性接近100%,除非你被一辆卡车从侧面削过,整个镜子废掉,否则哪怕镜片碎了,你也能继续用他。而摄像头影像消失,对驾驶员的心理打击将非常大,摄像头+数据线路+信号处理+操作系统+显示屏的组合失效率显然不低,只要一则摄像头失效导致撞车的车祸新闻一出,这个变革就将面临被讨伐。就像人们对于无人驾驶的本能恐惧一样,也许技术上用雷达+摄像头的组合能够从可靠性上匹敌现有光学镜片,但是真正大面积废除后视镜,我想,除非V2V时代也能提前到来。

    最后,从旁观者的谨慎看去,能够看出Tesla等企业在此方面的远见。作为庞大的汽车企业来说,遵守各项法规、按部就班将尽可能减少变动带来的经济损失。而为后视镜这种小成本零部件去更改法规,通过计算发掘其中的趋势和获利空间,并着手改变用户习惯,这几乎就是互联网时代带来的,让人惊讶的蜕变了。

关键字:解读  消灭  还要  这些

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2014/0408/article_8933.html
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