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影响中国客车业|袁丁:人机视野耦合对驾驶安全的意义及发展趋势

2019-02-22 作者:奕扬 来源:中国客车网

  2019-02-22,由中国客车网与中国土木工程学会城市公共交通分会联合主办的"第13届影响中国客车业系列活动"在北京隆重举行。12日下午,第13届影响中国客车业年度盘点高峰论坛同期举行,郑州森鹏电子技术有限公司总监袁丁出席论坛并发表题为“人机视野耦合对驾驶安全的意义及发展趋势”的演讲。

  以下为演讲实录:

  尊敬的各位领导、各位专家,森鹏科技今天跟大家分享这样一个话题,就是人机视野耦合对驾驶安全的意义及发展趋势。一共包括三部分的内容,首先来说第一部分的内容,就是人机视野耦合能带来什么样的优势?

  从人类视野的优缺点来讲起,人类的视野在动物界不算是特别优秀的,跟老鹰比不了,属于中等偏上的水平。我们有几条优点和缺点,第一个优点是视野配合出色的转动机械系统,脖子来回扭的时候可以快速的对准目标。第二个优点通过软组织的肌肉拉伸可以快速的变形对焦,可以在近处、远处快速切换。第三个优点就是质保期特别长,正常使用超过100年没有问题。但是同时也有几个缺点,第一个不能进行光学的变焦缩放,不能把远处的物体拉到近处,除非借助望远镜,要不然没有办法。第二个市场区域很窄,有的人说我看的很宽,实际上真正能看清的区域在纵向上只有20度,横向上只有35度。第三个是动态宽容度差,我们没有办法同时看清和亮和很暗的地方,明暗同时出现我们看不清,比如站在舞台上有灯光照着的时候看不到台下的观众。第四个信息转化存储能力很差,不能记录和回放。

  同时我们看一下机器视野有什么优点和缺点,机器视野首先有一个优点,就是焦距范围广,短焦、长焦、微距,第二个是视野区域宽,横向180度、纵向180度没有问题,鱼眼镜头更宽都没有问题,而且每一个地方看得很清楚。第三个动态宽容度高,同时应对明亮和黑暗视野。第四个信息转化存储能力非常好。同时有这样几个缺点,第一抗电磁干扰能力差,容易产生噪点。第二数据的传输带宽是瓶颈,1080P的画面带宽要求达到4兆以上,数据传输成为比较大的问题,导致图像的延迟。第三个就是测距能力差,人的眼睛是自带测距的效果,机器视觉本来没有,这两年双目视频有了,但是差的很远。

  说到人机视野耦合不是很新的话题,17世纪初在荷兰眼镜店,店主发现了凹透镜和凸透镜组合可以变成望远镜,这个事情推动了物理学和天文学的发展,从这儿开始了人机视野耦合。再到20世纪初,柯达公司派了一个24岁的小伙子,派了一个不太重要的“任务”就是电子成像,但是他没有应用。不管怎么样,人机视野耦合弥补了人类视觉,比如在天文领域、医学领域、车辆测试、内窥技术都属于人类视野和机器视野的耦合。

  在客车上人机视野的耦合目前来看常见的两类应用,第一类应用就是360环视,第二类是电子后视镜系统,目前360环视在国内非常常见,主要适用车辆泊车、倒车入库,以及起步前司机发现有没有人和物。电子后视镜在刚刚过去的2018年汉诺威车展上可以看到,有很多的车企都拿到了自己的电子后视镜系统,它的使用场景就是车辆的正常行使,包括低速行使、高速行使场景,能够加强司机的视野。

  分享的第二部分内容就是人机视野耦合对于驾驶安全能带来哪些意义呢?

  我们在全国很多个城市做过调研,公交车因为行驶速度不高,正向一般不会发生碰撞,但是公交车最常见的安全事故就是在转弯时,在车辆的侧面发生刮蹭安全事故,一旦出现这种事故,会带来人身的伤亡、财产的损失,还会给公交公司带来很大的舆论压力和管理压力。车辆的内轮差,大家肯定都清楚,前后轮因为转弯的角度不一样,存在内轮差的陷阱,在这个盲区中,司机是看不到的。

  说到车的盲区有哪些呢?首先有车辆的前方盲区,因为仪表盘的遮挡,还存在A柱的遮挡造成了盲区,再有就是普通的玻璃后视镜,它能看到的区域就是这部分没有被染色的部分,在这条线以外玻璃镜是看不到的,截止线在前轮附近,前轮再往前也看不到。上图最近时间在网上传播的很广,叫做一个也看不见,大车的周围站了很多小朋友,但是在驾驶位上,驾驶人员是看不到的,一个也看不见。盲区如果从俯视图来看更加清晰,前方的白色部分是司机的直接视野,人眼直接看到的,直接视野里面存在几个盲区,A柱盲区、前方盲区,对于公交车来说满载的时候这个地方也会变成盲区,空车的话还好。后方绿色这部分玻璃后视镜提供的间接视野,间接视野玻璃后视镜盲区非常大,红色部分全部都是。

  玻璃补盲镜,但是这个也会带来更多的问题,视觉变形大,需要司机来回的切换视线,容易形成人注意力的分散。与此同时还有光线的问题,如果夜间+雨天基本上是完全失效的,什么也看不见,司机原话说下雨天不敢变道。

  欧洲商用车如何扩展驾驶视野呢?我们从2018刚刚结束不久的汉诺威车展上可以看到各大车企拿出电子后视镜方案,在欧洲这个已经成为普遍应用的方案,这是奔驰的Future Bus,用了电子后视镜系统,这是它的屏幕和外部摄像头,包括Truck也是用了电子后视镜系统。还有乘用车里面雷克萨斯的ES300h日本版的高配也是配备了电子后视镜系统,包括奥迪的e-tron也是配备了电子后视镜系统,它是装在门板上。欧美很多厂家推出了自己电子后视镜系统的解决方案,这就解释了为什么日本雷克萨斯有,中国的雷克萨斯买不到,目前全球只有日本和欧洲的法规允许使用电子后视镜系统代替玻璃视镜关于间接视野装置及安装间接视野装置车辆认证的统一规定,以及IOS 16505-2015。中国15084上执行的是R46,森鹏判断在未来1到2年内15084的升级版会跟上R46,我们国内允许装电子后视镜,但不允许取代玻璃后视镜,下一次升版会允许取代这个。

  介绍一下森鹏电子后视镜系统,一共有两个型号,一个叫做SVM100,是12.3时标清,还有SVM200是高清,这个是福田客车上实际装车的效果,这不是一个量产车,这是一个概念车,直接装的全部是电子后视镜。

  森鹏的优势首先是率先研发,是国内商用车领域第一家电子后视镜生产厂家,第二个我们的研发完全遵循了26262的标准,保证了功能安全性,研发按照16505国际电子后视镜的标准执行。再有就是严格遵循V模型电子后视镜的性能更加可靠,采用了汽车级的操作系统。有人问电子后视镜为什么这个时候才出现?主要取决于两个技术的突破,一个是汽车级的操作系统,因为原来的操作系统处理不了那么大的数据量,第二个摄像头技术的提升,普通的摄像头做不到低延迟、宽动态、夜视效果那么好,另外采用了认证的汽车元器件。还采用了特殊的防水设计,可以在雨天清晰成像,并且采取了独特的防眩光特性,在低光照和后向强光照射下成像清晰,解决了弱光、眩光、雨雪环境对于可客性的影响。

  其中一个优势做到了视野无盲区,普通的玻璃镜还下了点雨,首先看的视野范围比较窄,前轮再往前什么都看不到,而电子后视镜首先看的比普通玻璃镜多看一个车道,另外车头的盲区能够非常清楚的观察到,不受雨雪天气的影响,外面下雨,里面仍然能够看得很清楚。蓝色区域就是前面的电子后视镜能够提供的视野范围,深蓝色是长焦镜头,浅蓝色是短焦镜头。

  第二个优势就是雨天能够看得很清楚,采用了抗凝结防水技术。还有夜晚看得非常清楚采用了宽动态的成像技术。配合视频采集模块可以实现全程录像,配合云模块可以实现云端的监控,可以和监管平台融合实现车外的安全管理。

  还有一个好处就是节能环保,这个好处说实话在公交车上用处不大,因为公交车车速低,根据德国汽车工业协会VDA发布的报告,安装电子后视镜节能可达2.9%,前提是第一车速高,这个对于卡车做的,第二个发展法规允许取消玻璃镜。

  介绍一下森鹏的技术路线,2016年5月第一代后视镜验证,2017年3月开始装车,2017年4月第二代开始验证,2018年1月开始装车,2018年6月第三代验证,预计到2019年7月第三代可以批量生产。

  国内的应用实践首先在两个明星车型,金龙阿波龙和金旅星辰,在29个城市都有安装,安装了800多套。

  发展趋势简单分享一下,首先我们认为驾驶舱里面屏幕越来越多,实际上大家都挺烦的,屏幕能不能变回原来就一块屏,我们的判断不太可能,屏幕越来越多是一个大的趋势,比如奔驰S、奥迪A8车上有三四块屏幕,之所以大家烦不是因为屏幕太多了,而是屏幕没有进行很好的规划和整合,这些比较先进的乘用车这些屏幕如果进行了很好的规划和整合的话,实际上能够带来更好地操作体验,而且车辆的档次显得很高。这是我们判断的第一个趋势,就是智能驾驶舱。再往前发展可能不光是司机有屏幕了,乘客也要屏幕,甚至侧方玻璃都会变成可以显示的屏幕。再往前发展没有屏幕的概念了,整个风挡本身变成了屏幕,而且有智能的应用可以对驾驶员、乘客、自动驾驶带来智能化的帮助。

  最后允许我介绍一下我们公司,郑州森鹏电子技术有限公司在郑州的高新技术开发区,主要人员有德国大陆集团的,还有美国李尔、宇通客车、海马汽车等行业的资深专家组成的,我们后续持续的加大研发和科研力度,持续的为中国客车业提供更好、更新、更有竞争力的产品,为中国客车提供全球竞争力做出卓越贡献,欢迎大家到我们公司考察指导工作,谢谢大家。

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