内行看门道——电子后视镜核心技术指标分析

开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服

首页

好书

留言交流

下载APP

联系客服

2021.07.27

原因就是,“原来不是不想搞,是技术上实现不了”。

本文将对整个电子后视镜系统的关键性能指标进行一下分析评价,也顺带讲一下如何辨别好的产品方法。

-02-

如果延时大了,司机通过电子后视镜看到的图像实际上是前一个瞬间所发生的,对于司机驾驶安全是非常致命的。所以对用户来说延时大小是判断电子后视镜优差的第一标准。

欧盟标准中要求这项指标≤100毫秒(也就是0.1秒,1秒=1000毫秒),国内尚无国标(GB15084正在修订中)。

实际上欧洲主流的梅克朗、博世等公司实际产品延时控制在60毫秒左右,国内好的产品也能达到60毫秒左右,差一些的大约在100~200毫秒左右。

这项指标对于驾驶安全性具有至关重要的作用,这也是360环视系统不能在车辆前进时使用的主要原因,360环视系统的延时在300~500毫秒左右,车辆前进时使用是件很恐怖的事。

为了更直观的理解延时的重要性,大家可以看下表中一辆以时速100km/h行驶的车辆为例,每10ms所行进的距离,就知道图像延时大的危害了。

注:单位ms=毫秒1000毫秒=1秒钟

△图表2国内某产品实测延时约19ms

2、帧率

我们都知道电影的影片是由一帧一帧的图像组成的。LCD显示器的图像也一样。

帧率是指一秒钟出现在屏幕上图像的个数,单位为FPS或者Hz(赫兹)。帧率越高画面越流畅。

对同一个场景来说,系统处理器、LCD和镜头性能越高,则最终的显示帧率越高。帧率高的电子后视镜,画面流畅的同时,清晰度和亮度也会非常好,因为驱动芯片的整体性能都会非常好,帧率低的电子后视镜,画面会出现一顿一顿的现象,同时清晰度和亮度也低一些,总体感觉会比较差。

△图表3低帧率下的图像缺失

液晶屏幕的帧率一般是60帧/秒,而摄像头的帧率是低于屏幕的,好的数字摄像头帧率为50~60帧/秒,一般的摄像头帧率只有25~30帧/秒。

那么,是不是只要使用了高帧率的镜头和屏幕,就能够实现高帧率的显示效果呢?不是,因为还需要车规级的高性能处理器,以及车规级的操作系统,和高性能的主机方案,来满足高帧率的显示要求。

电子后视镜系统的帧率应该达到多少呢?不应低于50帧/秒。因为只有达到这个帧率,司机才能在车辆高速行驶时看到流畅的画面,否则就会出现画面一顿一顿的现象。

3、防眩目(动态范围、宽容度、HDR)

动态范围,指的是图像高光和暗部的跨度,记录的是一个范围值。而宽容度是指图像亮部和暗部的细节与层次的能力,有点像一个刻度值。打个比方,动态范围相当于尺子的长度,而宽容度相当于尺子有多少刻度。

△图表4动态范围和宽容度

图像显示的亮暗比例越大,就说明其的宽容度大,可以显示场景中的亮暗细节就更丰富,丢失的亮部或暗部细节就更少。所以,宽容度越大,对成像的细节表现越好。

简单的来说,我们可以把“宽容度”和“动态范围”简单的看作是同一个事情。指的都是对显示场景亮暗范围的能力。

在光比巨大的场景下(例如车辆夜间行驶,背景很暗的同时又有路灯、后方车辆大灯的很亮的光线射入),如果电子后视镜的“动态范围”有限,就会造成亮部细节损失(亮暗溢出)和暗部细节损失(暗部溢出),导致司机无法看清画面细节,影响驾驶安全。

△图表5玻璃后视镜造成的“眩目”现象

为了避免电子后视镜出现亮部细节损失(亮暗溢出)和暗部细节损失(暗部溢出),就必须采用HDR技术。

HDR英文全称是HighDynamicRange,翻译过来就是高动态范围,是为了还原自然光线的高动态范围而开发的技术。

目前的摄影和视频领域都有HDR技术,二者的目的相近,但工作原理和最终效果却不尽相同。

有过逆光拍照经历的朋友都知道,在光线对比强烈的环境中,我们的相机无法同时记录高光和低光部分的细节,按高光部分曝光低光部分就是一片死黑,按低光部分曝光高光部分就是一片死白,明明肉眼能看到高光和低光部分的很多细节,但拍到的照片完全是另外一番景象。

HDR技术就是为了解决这样的问题诞生的,简单来说就是通过多次曝光,把3张(或者更多)不同曝光的照片进行合成,把高动态的自然光线科学合理地压缩到了显示器能正确还原的动态范围内。

△图表6高动态范围图像(High-DynamicRange)HDR

而视频领域的HDR技术要更复杂,我们知道视频也是由一帧一帧的图像构成的,但是如果简单的套用图像领域的HDR技术将3帧图像进行合成,就会造成视频帧率的大幅降低。

电子后视镜的HDR(高动态范围)应达到120dB,这是一个很高的要求,所以,对电子后视镜厂家来说,视频HDR技术是各家的核心技术,涉及到ISP(ImageSignalProcessor图像信号处理器)技术、软件优化技术、显示器驱动运算技术等,决定了防眩目功能的实际使用效果。

△图表7高动态范围视频(High-DynamicRange)HDR

4、LFM技术

LFM英文全称是LEDFlickerMitigation,翻译过来就是LED闪烁抑制技术。LFM技术其实是视觉辅助类领域的热点问题。

LEDFlicker是什么意思?我们知道,包括红绿灯、车辆尾灯等设备,只要是采用的LED光源,就会存在“LED实际上在闪烁但是人眼的感知LED是常亮的”现象。

在目前交通系统中,LED照明因为效率高、稳定性好对于汽车和道路标志带来了诸多改善,但LED的闪烁也对视觉辅助类设备(如电子后视镜、交通标志辨识、自动煞车以及夜视功能等)带来了种种挑战。

综上,LED交通信号灯以及LED车灯的flicker消除,是当前视觉辅助类设备对图像传感器一个重要需求。

△图表8没有LED闪烁抑制(LFM)造成视频画面闪烁

△图表9有LED闪烁抑制(LFM)视频画面不闪烁

所以,LFM(LEDFlickerMitigation,LED闪烁抑制技术)也是电子后视镜厂家的一项核心技术。

第一步:在有光环境把你的手机摄像头打开;

第二步:用手完全遮住摄像头,使画面全黑;

这也是判断一个电子后视镜产品是否达到了车规级水平的非常有效的方法。

6、车规级

何为车规级?

工业零部件分类可以粗略的分为:民用级/家电级→工业级→车规级→军工级→航天级,随着级别升高,对产品性能的要求逐级升高。

我们通过这个级别分类可以看出,车规级远高于民用级/家电级,我在这里不在具体说车规级具体性能多么好了,太专业了,说不好,我们只需要明白选用车规级的零部件会使整体系统可靠性具备很高的保证。

为什么要强调这一点呢?因为市场上有些产品是采用民用级/家电级或者普通工业级零部件制造的。

我们知道,传统玻璃镜不会突然变黑,即便出现了事故,只要不是镜面完全破碎,就还能通过残留的镜片观察周边的情况。

但电子后视镜理论上有可能出现黑屏、死机的问题,有些较差的产品会出现此类问题,如果出现,将使车辆完全丧失观察两侧情况的能力,给驾驶员造成致命的安全隐患。

所以,电子后视镜的零部件和操作系统必须是车规级产品。

温度范围是指:根据《QCT413-2002汽车电气设备基本技术条件》,车规级零部件须在-30℃~85℃的温度范围内正常工作。

民用级产品显然没有这么严苛的温度范围,还以iPhone为例,北方的朋友都有这样的经验:在零上5℃左右的冬季,如果你不把手机贴身暖着,手机就会提醒“温度过低保护”。

△图表11某民用产品温度范围(图片来自苹果公司)

显然,民用级摄像头无法满足车辆的使用要求,必须使用车规级摄像头才能满足车用需求。

微光成像的原理是在图像传感器中增加了专用电路,在从光电二极管接收到的电子信号转换为电压信号时具有更高的效率,从而实现的高灵敏度能够达到普通民用产品的5~10倍,同时能够有效抑制因此产生的噪点。

这种能力能够使车规级摄像头能够捕获到高质量的彩色图像,即使在在光照条件低至0μ(相当于0moon)的环境下,仍能够保障系统在障碍物和人员渲染方面的可靠性。

△图表12车规级摄像头的“微光成像”效果

△图表13某民用摄像头的“微光成像”效果(接近全黑)

我们知道,像电子后视镜、全液晶仪表这样的智能化设备其实就是一台专用的计算机系统,而操作系统是管理计算机硬件与软件资源的计算机程序,同时也是计算机系统的内核与基石。

操作系统需要处理如管理与配置内存、决定系统资源供需的优先次序、控制输入设备与输出设备、操作通讯与管理文件系统等基本事务。

如果车辆设备的操作系统采用民用级别的安卓系统或者工业级的Linux系统,这种产品短期内可能能够使用,功能性也能够满足,但如果长期使用,零部件和操作系统上的短板效应就会非常明显,系统稳定性、系统性能、显示效果、故障率、寿命都会很差,设备可能会出现突然死机、黑屏、图像卡滞等现象,会给车辆驾驶安全带来非常严重的安全隐患。

对于用户来说,如何判别电子后视镜产品是否使用了车规级操作系统呢?

电子后视镜的启动过程与电脑启动相似,需要经过开机自检、稳定电源、中央处理器初始化、关键设备查错、调用图形加速硬件、存储引导、加载系统内核、加载操作系统、加载网关模块、启动用户界面等步骤,如果整个过程能够在2秒内完成,那么就意味着它采用了车规级的操作系统。

特别要说明的,车规级操作系统,需要满足ISO26262功能安全认证体系,其可靠性、稳定性才更有保障。

对用户来说,查看生产厂家的IATF16949体系建设认证文件是最直接有效的评定产品的方法。毕竟任何整车厂或者用户,都没有能力去检测产品的细微技术参数,也无法准确评价产品的性能可靠性、稳定性,而采用生产体系评价是最有效的方法。

上面提到的企业IATF16949体系建设认证、产品的ISO26262功能安全认证都是业内要求很高的体系认证,一般厂家很难达到,反过来说,达到的厂家,就代表着产品的可靠性。

7、盲区覆盖

关于电子后视镜的盲区,前面讲了很多了,作为用户只需要知道,摄像头能看到的范围是远大于图像显示范围的。

先进的厂家已经开发出了调整视角的机构,能够对每个后视镜的独立显示区域进行视角调整、缩放调整、画面平移,以便满足每一个司机的视觉习惯。这一点也是技术实力的体现。

△图表14通过控制器实现电子后视镜屏幕显示角度和范围调整

8、可靠性

除了上面说到的车规级零部件和车规级操作系统,还应满足以下可靠性要求:

在车辆上有很多干扰源,如果用示波器来测量的话,正向电磁波和负向电磁波都可能会有。

尤其新能源车,电器元器件使用量巨大,难免一些零部件出现电磁干扰源,这些电子干扰源会通过电线传输到每一个电器零部件上,这就要求电气零部件要具备一定的抗干扰能力。

电子后视镜是安全部件,要求其具备极强的抗干扰性,不能因为车内外部的任何电磁干扰影响到电子后视镜的稳定运行,一样要符合一些汽车零部件车规级的标准。只要通过这些标准认证,产品抗干扰性能就是有保障的。

评价产品抗干扰,电磁兼容性设计的标准主要有:

<3>《ISO10605-2008公路车辆静电放电产生的电干扰的试验方法》

这就要求电子后视镜一定具备防反设计,这样才能保证线路接反后,电子后视镜系统不会出现击穿、烧蚀等损坏问题。

有些小厂的产品,由于电气构架设计能力不足,产品不具备这个能力。

防水要求主要指两个方面:一是外置摄像头防水。

这个好理解,车辆行驶环境中是有雨雪天的,摄像头不能因为在这样的天气进水而失效或影响图像采集效果,所以此处的防水级别要求就比较高了。

起步要求不低于IP67,最好是IP68这种能够防溅水的级别。

毕竟车辆高速行驶时,车与迎面过来的雨水相对速度很快,雨水冲刷在摄像头上相当于高压水枪冲刷,所以防水级别最好高些。

二是液晶屏防水,液晶屏后有散热格栅,虽然液晶屏不存在泡在水里的危险(如果能够泡在水里,车也就报废了)。

但是随着车辆制造水平的提高,全密封门的大量应用,车内密封性已经提高到了很高的水平,这就造成他了车内湿度加大了不少。

特别是雨雪天,车内可以说就和澡堂子里面的湿度等同了,潮湿的空气很容易通过散热格栅进入后视镜内,甚至在车辆停驶后屏幕后的电路板上会存在凝结水现象,长期在这样高湿环境下工作,对显示屏和后面的电路板的防水提出了很高的要求。

△图表15电路板防水保护

这就又要求厂家一定要选择车规级液晶屏,只有这个级别的屏幕,在设计制造上才会考虑这种高湿的环境因素。

车辆是个高速运动的振动体,由于电子后视镜上市没有几年,至今对安装支架没有一个什么统一标准。

市面上的厂家安装支架都是自研,可以说是五花八门,产品用的多了,就会出现各种各样的问题。

现实中,如果安装支架不牢固,存在两个问题:一个是后视镜会出现瞬间位移(例如紧急制动情况),使正在开车的驾驶员失去合适的观察角度,甚至位移过大,超出屏幕可视角度,直接看不到屏幕上的图像。

另一个问题是,因为支架不牢,或者设计不合理,屏幕出现颤动、甚至支架断裂的问题。

这一点没有什么评价指标,不管是用户还是车厂,都要在现场评价中加上此项评价指标,破坏性的晃动测试一下还是应该有的。

9、关于认证

最后我们在强调一下产品认证的重要性!

作为电子后视镜这一新型产品来说,由于对产品性能要求很高,不管是用户还是客车厂都很难对整体性能作出科学正确的评价,完全听从销售人员的讲述有点实在不靠谱的感觉。

我们不可能把每个人都变成电子后视镜专家,那么对于这个专业化程度很高的产品“专业认证评价”就非常重要了。

按照“专业的人干专业的事”的选择原则,我们首先应该辨别厂家的专业性,厂家取得的专业认证越多,级别越高(例如ISO26262产品功能性评价标准认证),代表着厂家综合能力越高,就如博世公司的产品没有人考虑质量一样,“博世公司”这几个字就代表着高等级的质量。

以此方法确定了厂家的能力后,然后才是实物比较,最好的判定方法就是实物对比法,毕竟“没有对比,就没有伤害”。这就是认证的重要性。

THE END
1.压力传感器动态响应时间介绍压力传感器的动态响应时间是指传感器输出响应到压力改变所需要的时间。一般来说,动态响应时间包括上升时间和下降时间两部分,其值一般在几毫秒到几十毫秒之间。 二、压力传感器动态响应时间的影响因素 压力传感器的动态响应时间受多种因素的影响,主要包括以下几点: 1.传感器结构:不同类型的压力传感器https://b2b.baidu.com/q/aland?q=1870086F7D6271190F3E7F66056506251A6F0378752D74200015&id=qid3ea762c6a84ad882049b77ef66749856&answer=6358108371298945838&utype=2
2.往年12月14日实时系统时间复杂度深度解析产品中心实时系统是一种能够在明确的时间约束内对外部请求做出响应并进行相应处理的计算机系统,这种系统对于响应时间、可靠性和实时性有着极高的要求,在往年12月14日这个时间点,许多实时系统已被广泛应用于军事指挥、航空航天、工业控制、自动驾驶等领域,实时系统的特点包括任务执行的紧迫性和高可靠性要求,它必须对外界的请求或http://www.hjdxxjc.com/post/44299.html
3.光伏发电站动态无功响应时间应不大于20ms。光伏发电站动态无功响应时间应不大于 20ms。A.正确B.错误的答案是什么.用刷刷题APP,拍照搜索答疑.刷刷题(shuashuati.com)是专业的大学职业搜题找答案,刷题练习的工具.一键将文档转化为在线题库手机刷题,以提高学习效率,是学习的生产力工具https://www.shuashuati.com/ti/264a8e8a4f1849cb844129232e7a1a5ea2.html
4.一种WebService响应时间的动态预测方法具有相同或相似功能的服务在互联网上大量出现.如何预测服务质量,进而支持基于服务质量的服务选择,成为了需要解决的关键问题.其中,响应时间是服务消费者最能直接感受到的服务质量体现,提出一种Web服务响应时间的动态预测方法.该方法根据响应时间的厉史数据,基于时间序列分析进行动态预测.实验结果表明,这种方法可以显著提https://www.zhangqiaokeyan.com/academic-journal-cn_journal-chinese-computer-systems_thesis/0201243441205.html
5.显示器为什么提供可手动调节的灰阶响应时间最近搞了台显示器,然后发现它的设置菜单里,有一个选项可以给用户调节响应时间。 咋回事啊这,我寻思着,那不应该更快更好吗?既然显示器能做到更快的响应时间,为什么还要给用户选项去选一个更慢的呢? 所以就翻起了显示器附带的说明书。但是和响应时间有关的说明,只看到了: https://zhuanlan.zhihu.com/p/76948567
6.什么是动态个性化的Web应用程序的良好响应时间?对于包含动态内容和个性化的复杂Web应用程序,来自服务器的响应时间是什么(如此排除网络延迟和浏览器呈现时间)?我正在考虑像Facebook,亚马逊,Myyyahoo等网站。相关问题是后端服务的良好回复时间是什么? 看答案 对此有大量的研究。这是A. 快速摘要。响应时间:3个重要限制https://www.pianshen.com/question/740919170/
7.热电偶动态特性的温度预估方法研究摘要:针对高温高频和非均匀热流密度条件下温度测量问题,采用激光连续加热热电偶的方法,研究了不同热流密度条件下、不同直径热电偶的动态响应特性,分析了热流密度对热电偶动态响应时间和电压变化率的影响,得到热电偶动态响应时间、电压变化率与热流密度的函数关系,并提出了一种基于热电偶动态响应特性温度预估方法。结果http://www.zhckyb.com/news/company/1237.html
8.电动汽车DC/DC变换器测试要求dcdc测试dcdc测试方法参考试验循环工况曲线中标明的工况试验曲线,测量负荷率从30%阶跃到80%,或从80%阶跃到30%的响应时间,要求DC/DC变换器的动态响应时间,应符合生产商和用户签订的供货文件。 16.可靠性 推荐的可靠性试验循环工况曲线(染料电池大客车)示例见“试验循环工况曲线”图,ip表示输出功率(P)与额定功率(Pt)的比值,试验循环数https://ntek-testlab.com/newsinfo299.html
9.高性能大功率可编程直流电源租赁支持充电桩测试2) 在满电压时,空载下降时间(不搭配功率耗散器)<30ms,(搭配功率耗散器)<5ms 3) 动态响应时间<3ms; IT6500系列宽范围大功率可编程直流电源 IT6500系列宽范围大功率直流电源提供给用户非常宽广的选择范围,全系列包含从800W到6kW,以及高达1000V、240A的输出范围,同时拥有超宽的电压、电流使用范围。不但有丰富测量https://m.11467.com/blog/d7323089.htm
10.艾德克斯(ITECH)IT6500系列宽范围大功率可编程直流电源说明书2) 在满电压时,空载下降时间(不搭配功率耗散器)<30ms,(搭配功率耗散器)<5ms 3) 动态响应时间<3ms; 无论是在电源还是负载模式下,IT6500都具有可调的上升沿和下降沿,各种模式下(源CV、CC、CP,载CC、CP)均支持设置上升、下降时间,设定范围为1ms-24h。 http://m.szlswl8.com/h-nd-1392.html
11.奥东电气高压动态无功补偿装置SVG动态无功补偿柜厂家实力生产6、动态响应速度快,响应时间≤5ms。 7、总谐波电流失真(THDi)≤3%。 8、多种运行模式极大的满足用户需求,运行模式有:恒装置无功功率模式、恒考核点无功功率模式、恒考核点功率因数模式、恒考核点电压模式、负载补偿模式,目标值可实时更改。 9、实时跟踪负荷变化,动态连续平滑补偿无功功率,提高系统功率因数,实时治理https://m.ymgk.com/detail-2774374.html
12.ITECHIT6522D宽范围大功率可编程直流电源价格参数图片2) 在满电压时,空载下降时间(不搭配功率耗散器)<30ms,(搭配功率耗散器)<5ms 3) 动态响应时间<3ms; 无论是在电源还是负载模式下,IT6500都具有可调的上升沿和下降沿,各种模式下(源CV、CC、CP,载CC、CP)均支持设置上升、下降时间,设定范围为1ms-24h。 IT6522D宽范围大功率可编程直流电源参数 额定值(0℃~https://m.1001718.com/qt/11469.html
13.动态权重负载均衡算法动态负载设置前面学习了一些动态负载均衡算法,基本思想都是量化后端服务器的性能指标,分配指标权重,计算实时权重,然后动态改变nginx的权重来实现请求转发和处理,下面是一篇利用机器学习算法来预测某一个请求在各个服务器的请求响应时间,将该请求转发至响应时间最小的机器上,依次实现nginx高并发处理。 https://blog.51cto.com/u_16213691/10317380
14.DCDC电源详解(五)动态负载响应时间: 当加上阶跃负载时,电源系统响应需要的时间 (六)电压调整率: 输入电压变化时,输出电压的变化率,即: 电压调整率=(最高输出电压-最低输出电压)/额定输出电压 X100% (七)负载调整率: 负载电流从半载到额定负载时,输出电压的变化率,即: http://ww.51nbq.com/488.html
15.HDSVG系列高压动态无功补偿装置液阻柜软启动水电阻◆动态响应速度快,响应时间≤5ms。 ◆总谐波电流失真(THD)≤3%。 ◆多种运行模式极大的满足用户需求、运行模式有:恒装置无功功率模式、恒考核点无功功率模式、恒考核点功率因数模式、恒考核点电压模式、负载补偿模式、目标值可实时更改。 ◆实时跟踪负荷变化,动态连续平滑补偿无功功率,提高系统功率因数,实时治理谐波,补http://www.houdehuifu.com/a/dnzl/164.html
16.北京“23·7”特大暴雨影响下城市交通应急响应时间动态分析:以主题:城市洪涝风险 交通规划 应急响应 渐进失稳 “23·7”特大暴雨 极端雨洪事件 摘要:暴雨洪涝事件影响城市交通路网运输性能,增加城市应急通行时间.然而,现有研究主要集中于2h设计雨型下城市交通路网受损过程,对长历时特大暴雨情形则考虑不足.2023年7月,北京地区发生历史罕见的长历时特大暴雨事件,造成严重洪涝灾害http://lib.gsdx.gov.cn/asset/detail/0/2031272076506
17.噪声传感器的定义和作用应用生产厂家产品介绍在城市噪声监测或环境噪声评估中,噪声传感器需要具备广泛的频率响应范围和高灵敏度,以准确测量不同频率和强度的噪声。 此外,长时间监测和数据记录功能也是关键要求,以便评估噪声水平的变化和持续时间。 2.工业噪声控制: 在工业环境中,噪声传感器需要具备高动态范围和快速响应时间,以测量高强度和瞬态噪声。 https://www.patsensor.com/news/detailS202306090001.html
18.CC/ACC控制系统优化与关键技术标定汽车测试技术这些方案涉及到环境感知、车辆动态状态、发动机扭矩输出、系统响应时间等多个关键参数,旨在提高CC/ACC系统在不同驾驶条件下的性能表现。未来,随着汽车科技的不断发展,相信CC/ACC系统将进一步演化,为驾驶者提供更为智能、个性化的驾驶体验。https://www.auto-testing.net/baike/show-2429.html
19.用户侧储能接入配电网国标响应时间≤0.5s/低电压穿越2次/数据并网点电压跌落至0时,不脱网连续运行时间≥150ms,应具备承受至少2次低电压穿越的能力。 并网点电压升高至额定电压的125%~130%,不脱网连续运行时间≥500ms。 通过10(6)kV电压等级接入的用户侧电化学储能系统在高/低电压穿越期间应具备动态无功支撑能力,动态无功电流的响应时间应不大于30ms。 https://cn.solarbe.com/news/20240201/85200.html