汽车电子后视镜：技术进步与国内政策的发展

《机动车辆间接视野装置性能和安装要求》（GB 15084－2022）正式发布，标志着中国在政策法规上正式允许了装备电子后视镜的车辆能够进行汽车产品公告准入，即将开启汽车电子后视镜产业化进程。文章梳理了电子后视镜的发展历程，总结了电子后视镜的优缺点，对新标准中关于电子后视镜的要求进行了解读，用于指导生产企业合法合规进行相关产品的设计与开发，促进行业健康发展。

电子后视镜法规定义为摄像机-监视器系统（Camera-monitor System, CMS），是一种通过摄像机与监视器组成的系统来获取规定视野的间接视野装置。CMS由高清摄像头、系统控制器以及显示器三部分共同组成。虽然电子后视镜已经发展了很长一段时间，尤其是近几年摄像成像系统飞速发展，其功能也日趋完善，但与其配套的政策法规《机动车辆间接视野装置性能和安装要求》（GB 15084－2022）[1]（简称“新标准”）一直到2022年才发布，2023年7月1日起正式实施。因此，目前还未有大量配备电子后视镜的车辆进入市场，但值得肯定的是电子后视镜即将迎来飞速发展的窗口期。

1 汽车电子后视镜的发展历程

电子后视镜的发展可以追溯到20世纪90年代，当时，一些汽车制造商开始尝试将摄像头和显示屏技术应用于车辆后视镜设计，以提供更好得可视性和安全性。最早的电子后视镜采用了简单的黑白摄像头和小型显示屏，用于替代传统的后视镜。这些早期的产品虽然在可视性方面有所改善，但由于技术限制和成本问题，应用范围相对有限。

随着技术进步和成本下降，电子后视镜在2000年应用得到了广泛应用。高分辨率彩色摄像头、大尺寸液晶显示屏以及更先进图像处理技术的引入，使电子后视镜在可视性和功能上有了质的飞跃。特别是到了现在，电子后视镜的发展更加迅速。一些汽车制造商开始将电子后视镜作为标配或选装项目，而不仅仅是高端车型的特殊配置。同时，一些新技术也被应用于电子后视镜，如高动态范围（High Dynamic Range, HDR）图像处理、智能识别和辅助驾驶功能等，进一步提升了电子后视镜的性能和实用性。

从国内外法规方面来讲，2015年5月，电子后视镜国际标准ISO 16505－2015[2]正式发布，该标准旨在规定摄像头监视器系统在道路车辆上的人机工程学和性能方面的要求，并提供相应的测试程序。2016年6月，欧标ECE-R46[3]法规更新，正式允许了使用电子后视镜取代传统物理视镜，标志着装备电子后视镜的车辆可以在欧洲合法上路。2017年6月，作为欧洲经济委员会（Economic Commission of Europe, ECE）成员国的日本，正式批准了采用欧标ECE-R46。2018年至2022年，国内外主机厂相继发布了搭载电子后视镜的概念车型。在重型车方面，2018年9月6日，梅赛德斯-奔驰卡车在柏林全球首发了配备电子视镜系统的新Actros旗舰车型，并为这套系统命名为“MirrorCam”。2021年6月9日，达夫（DAF）发布了包含XF、XG以及XG+车型在内的新一代卡车，除了车辆结构的一些升级外，也同时引入了电子视镜系统[4]。乘用车方面，奥迪于2018年开始在其旗舰轿车A8上使用虚拟外后视镜系统，这是一种使用高分辨率摄像头和OLED显示屏的电子后视镜系统。雷克萨斯于2019年在其旗舰轿车ES上引入了数字外后视镜系统，该系统使用摄像头和显示屏来提供更广阔的视野。梅赛德斯-奔驰于2020年推出了EQS轿车，该车配备了数字外后视镜系统，使用高分辨率摄像头和显示屏。宝马于2021年在其iX电动运动型多用途汽车（Sport Utility Vehicle, SUV）上引入了数字外后视镜系统，该系统使用摄像头和显示屏替代了传统的后视镜。

与老标准GB 15084－2013[5]相比，新增CMS部分，自此电子后视镜在我国也有了法规支撑，这标志着以后搭载电子后视镜的车辆可以合规上路。

2 电子后视镜的优缺点

2.1 电子后视镜的优点

1）节能降耗，提升续航：通过研究表明，相比传统后视镜，对于商用车来说在长途运输过程中能够降低整车油耗 2% 以上[6]，这意味着每年能够节省近万元的运营成本。同时油耗的降低在提高了燃油经济性的同时也减少了二氧化碳的排放。对于新能源乘用车，搭载CMS可降低0.016～0.021的风阻系数，在高速路况下能够平均提升约5%～7%的续航里程。

2）减少直接和间接视野盲区：相比传统后视镜，通过采用广角摄像机镜头，电子后视镜能有效减少视野盲区。电子后视镜能够使商用车驾驶员一侧的直接视野障碍角可减少约40%，乘客一侧的直接视野障碍角可减少近50%。

3）恶劣工况下视野更优：通过先进的传感器和光学镜头技术、优化的图像算法，电子后视镜能够在夜间、雨雪天气、转弯等复杂环境工况下为驾驶员提供更清晰、有效的间接视野。

4）更多功能和特性保障行车安全：通过夜间哨兵、盲点探测系统（Blind Spot Discern, BSD）信号显示、距离辅助线和几何失真优化设计等功能和特性的加持，电子后视镜使驾驶员能够更轻易地察觉和规避风险，保障行车安全。

5）美观度更高：电子后视镜可以更好地融入车身设计，让车辆外观更加美观。

2.2 电子后视镜的缺点

1）价格较高：电子后视镜的价格相对于传统后视镜较高，安装和维修成本也比较高。

2）对电源的需求：电子后视镜需要车辆提供足够的电源支持，如果车辆电池电量不足或电路出现故障，可能会影响电子后视镜的使用。

3）技术不够成熟：电子后视镜技术相对较新，可能存在一些不稳定的情况，如：图像质量不稳定、视角调整不准确等。

4）对驾驶员的适应性要求高：由于电子后视镜与传统后视镜有很大的不同，驾驶员需要一定的时间来适应电子后视镜的使用，可能会影响驾驶员的行车安全性[7]。

3 电子后视镜部分标准解读

现行新标准主要从CMS通用技术要求、CMS部件级要求、CMS整车安装要求和CMS电子系统安全性四个方面规定了电子后视镜应满足的法规要求。

3.1 CMS通用技术要求

标准新增的CMS通用技术要求如表1所示，主要规定了CMS应便于调整，外壳应有一定的圆角（满足特定条件时可用倒角代替），视镜转动轴支座伸出量不应太长等要求，其目的是防止伤害到驾驶员或行人。

表1 CMS通用技术要求

3.2 CMS部件级要求

CMS部件级要求如表2所示，亮度调节是为了保证在不同环境光照条件下驾驶员的适应性，规定了CMS监视器的亮度应能根据环境条件手动或者自动调节。

方向均匀性是为了确保驾驶员在眼椭圆范围内（包括头部运动）预期的不同方向观察监视器时，监视器具有足够的可见性，限制从不同方向观察监视器时的图像亮度衰减。

横向均匀性是为了确保监视器整个显示区域内亮度的均匀性，可见监视器具有足够的可见性。

亮度对比度复现是为了确保CMS在不同使用环境条件下的图像质量及可辨识的车外视野。分别选取阳光直射条件、散射环境光照条件、日落条件以及夜间条件这4种典型的使用场景，来评估亮度对比复现。

表2 CMS部件级要求

灰度等级复现及色彩还原是为了确保CMS具有足够的色调等级，能够真实地还原车外视野的色彩信息，以提供良好的视野表现。

弥散、光晕和镜头眩光则是为了避免由于强光源照射摄像机镜头上，进而在监视器上形成的光芒状的亮条或形成的光晕和眩光面积过大，对驾驶员产生干扰。

点光源是为了在夜间行车时，驾驶员能够明确地区分车后机动车的两个前照灯，观察后面超车的车辆以及识别车辆类型。

锐度是为了保证CMS具有对车外视野内目标物快速识别的能力，能够清晰区分出不同目标物之间的边界，还原车外视野景物的层次和细节对比度。

景深是为了确保CMS在一定距离范围内被观察景物的清晰度，且无模糊、无散焦。

几何畸变是为了避免视野畸变过大，使驾驶员对视野及视野内的目标物相对位置关系和速度产生误判。

闪烁是为了保证至少90%的用户群体在监视器的整个图像区域识别不到闪烁。帧率是为了保证CMS呈现的视野的动态画面的流畅性。

成像时间和系统延迟是为了保证驾驶员对车外视野的快速获取能力，及时地传递场景信息，避免获取的车外视野信息滞后而无法在驾驶过程中及时做出操纵决定。

监视器高亮度引起的眩光是为了避免对驾驶员的视线产生干扰，规定了监视的亮度在夜间应用手动或者自动调暗。

电磁兼容性能在整车层面进行试验，且装备电子后视镜的车辆应具备符合《道路车辆电磁兼容性要求和试验方法》（GB 34660－2017）的相关电磁兼容性能要求。

CMS部件级这18点技术要求，从亮度，色彩，成像，延迟等各方面保证了CMS具有等同于或更优于物理后视镜的相应功能，确保了驾驶员的驾驶体验。

3.3 CMS整车安装要求

3.3.1安装数量

CMS监视器的最大安装数量应不大于对应类别的视镜数量，即Ι类、Ⅴ类、Ⅵ类CMS应不大于1个；Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类应不大于2个。在CMS用于提供视野的情况下，当点火开关打开或车辆主控制开关被激活时，相关视野（标准7.1.4中规定的临时调整视野除外）应对驾驶员永久可见。

3.3.2视野范围

安装CMS的车辆的试验范围要求与传统的物理视镜一致，能观测到标准规定的物理视镜能观测到的视野范围即可。

3.3.3CMS安装

1）监视器向下的倾角不能大于30°，以防止驾驶员低头幅度过大，影响观察视野。2）左侧视野在基准眼点左侧，右侧视野在基准眼点右侧。3）允许一个监视器显示多个视野（商用车Ⅱ类和Ⅳ类共用一个监视器），但不连续的图像应清晰地区分开，如果不同类别视野没有隐藏任何部分，则允许显示连续图像。4）Ⅰ类至Ⅳ车内监视器的布置，在满足前方视野要求的情况下，应尽可能地减少对直接视野的遮挡，标准只做定性要求，不进行定量考核。5）对于Ⅴ类和Ⅵ类CMS，没有放大倍数等要求，为了Ⅴ类和Ⅵ类CMS能够在视野范围内有效地发现临界物体，且驾驶员能在监视器上发现临界物体，因此，附录D和附录E规定了观察距离的计算和临界物体尺寸的确定方法。

3.3.4新增内容

1）对于Ⅱ类和Ⅲ类CMS而言，每次车辆下电后（发动机熄火或电动车进入驻车状态），系统应保持运行至少120 s。此后，在至少300 s内应能够通过操作前门自动重新启动或由驾驶员手动重新启动该系统，并在1 s内提供所需的视野。在此时段之后，系统应能够在7 s内重新启动开启前门。车辆在车外锁车后CMS无需继续运行120 s。

2）如同当前的传统后视镜，CMS也允许用户根据驾驶员的习惯改变视野范围，可调整默认视野为不同驾驶员根据不同驾驶习惯调节视野。系统需要具备恢复到默认视野的功能。

3）不同于传统后视镜，在特殊驾驶情况下驾驶员可以通过摆头等动作来观察到更广的视野，而CMS无法通过摆头来获取更大的视野范围。因此，CMS允许在车道合并、泊车等特殊驾驶条件下显示临时调整视野，触发条件可自行设置。在系统调节过程和显示临时视野时，监视器上应有提示告知驾驶员目前是临时调整视野。

4 结论

由于CMS在驾驶安全、智能驾驶方面有重要作用，同时在降低风阻、噪声、能耗方面有较大的贡献，与目前中国提出并推动的“碳达峰”与“碳中和”战略相匹配，CMS拥有较大的市场空间和应用前景。未来的CMS可能会集成智能辅助功能，如：盲点检测、车道偏离警示、交通标识识别等，增强驾驶员的安全性和便利性。CMS还可以与车辆的其他智能系统进行互联，如：车辆的自动驾驶系统、车联网等。通过数据共享和交互，CMS可以在驾驶过程中提供更精准的信息和更智能的驾驶辅助。

最后，电子后视镜必将迎来井喷式发展，上下游产业链应当以标准为准绳，共同推动行业发展，给驾驶员提供更好更优质的驾乘体验。

审核编辑：黄飞