法規套件 R151/R159/R158
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重型卡車、公車和曳引車組合長期以來一直依賴傳統玻璃後視鏡作為其間接視野的主要手段。然而，日益複雜的車輛配置、在城市環境中與弱勢道路使用者更頻繁的互動，以及更嚴格的安全要求，正加速人們對攝影機替代方案的關注。
商用車攝影機監視系統（通常簡稱為CMS，並常作為電子後視鏡進行行銷）利用車外攝影機和車內顯示器，為駕駛員提供原本由傳統後視鏡提供的視野。經過妥善設計、安裝和驗證的攝影機監視系統，能夠提供更廣闊的視野，並改善在嚴峻光照條件下的影像可見度。
歐洲和中國的法規框架目前為符合規範的CMS安裝提供了認證途徑，而其他市場則繼續根據各自的國家要求評估基於攝影機的替代方案。本文將探討傳統後視鏡的局限性、量產型攝影機監視系統背後的技術，以及採用CMS對車輛製造商和車隊營運商的影響。
聯合國第46號法規定義了多種間接視野裝置類別。每個類別對應車輛周圍規定的視野。II類涵蓋主要後方視野，IV類提供更廣角的視野，而V類和VI類則針對適用的商用車解決近距離和前方視野問題。
傳統後視鏡可以滿足這些法規要求，但由於後視鏡尺寸、曲率、安裝位置、車輛幾何形狀以及駕駛員眼部位置等因素，實際可見度可能仍存在局限。凸面鏡擴大了覆蓋範圍，但會使物體看起來更小，從而更難判斷距離和接近速度。駕駛員還必須將注意力分散在多個後視鏡、擋風玻璃、儀表板和周圍交通環境之間。
這些挑戰在駕駛室乘客側和轉彎商用車的內側路徑上尤為突出。當車輛開始轉彎時，可能難以持續觀察到腳踏車騎士和行人，特別是當道路使用者靠近駕駛室或前輪時。
天氣和光照條件帶來了額外的挑戰。傳統後視鏡依賴周圍環境的反射光。後方車輛的大燈會造成眩光，而雨水、路面濺水、灰塵、冷凝和結霜則會降低可見度。後視鏡加熱和表面處理可以提供幫助，但它們無法像電子成像系統那樣動態優化曝光、對比度和影像亮度。
大型車外後視鏡總成也直接處於氣流中。其空氣動力學效果因車輛設計和行駛速度而異，但與傳統後視鏡外殼相比，緊湊的攝影機支架有望降低風阻。
攝影機監視系統的核心功能是提供傳統上由車外後視鏡提供的法規要求的間接視野。典型的CMS由車外攝影機、影像處理硬體、視訊傳輸鏈路和安裝在駕駛室內的顯示器組成。
攝影機位置、鏡頭選擇、影像處理和顯示器配置使工程師在定義所呈現的視野時，比傳統後視鏡表面具有更大的靈活性。在符合車輛級安裝和法規驗證的前提下，某些CMS配置可以同時支援II類和IV類視野。
攝影機監視系統不可與盲區資訊系統混淆。CMS為駕駛員提供視覺資訊，而BSIS或MOIS等系統則在特定區域內偵測指定的道路使用者，並在特定操作條件下產生警告。這些功能可以整合到更廣泛的車輛平台中，但仍須遵守其各自的技術要求和驗證流程。
同樣的區別也適用於錄影、環景顯示和車載資通訊系統。AI偵測、AVM、MDVR和雲端連線可以與CMS整合，但它們並非每個攝影機監視系統的固有功能。
用電子系統取代被動式後視鏡，不僅僅是安裝攝影機和顯示器那麼簡單。量產型CMS必須在商用車面臨的各種環境和操作條件下，保持影像品質、低延遲和系統可用性。
影像品質是駕駛員接受攝影機監視系統的關鍵因素。它取決於完整的成像鏈，包括鏡頭、影像感測器、影像訊號處理器、傳輸鏈路和顯示器。
AUTOEQUIPS將影像感測器與先進的訊號處理相結合，根據所選產品和系統配置支援擴展的高動態範圍。HDR有助於在場景中同時出現亮部和暗部時保留細節。
一個例子是後方車輛大燈造成的眩光。HDR處理不是抑制光源本身，而是限制局部過曝，並幫助保留周圍車輛、車道和道路細節。它還能改善隧道入口和出口處的影像連續性，在這些地方，光照的急劇變化可能會導致低動態範圍攝影機在調整曝光時暫時遺失資訊。
LED交通號誌、煞車燈和可變資訊標誌可能以與攝影機曝光時間和幀率不同步的頻率運行。這可能會導致可見的閃爍、條紋、亮度波動或照明資訊的暫時遺失。
LED閃爍抑制有助於減少這些影響，並在車內顯示器上保持更穩定、更易讀的LED光源呈現。性能仍取決於光源的特性和攝影機的操作條件，因此閃爍抑制應作為完整成像系統的一部分進行評估。
低光照性能是夜間、車廠內或照明不良的裝卸區周圍運行的商用車的另一個重要考量。
根據攝影機配置和指定的測試條件，低光照靈敏度可以提高在環境光有限情況下的場景可見度。最低照度指標應始終結合曝光時間、光圈、增益、幀率和降噪等因素來解讀。
低光照靈敏度並不意味著零光照成像。完全黑暗的環境仍需額外的可見光或紅外照明源。
廣闊的視野必須由響應迅速的視訊傳輸來支援。AUTOEQUIPS攝影機監視系統採用基於LVDS的視訊鏈路，根據產品配置支援高達每秒60幀的高解析度視訊。
低端到端延遲有助於最大限度地減少車外運動與呈現給駕駛員的影像之間可察覺的延遲。這在變換車道、轉彎、倒車和低速操控時尤為重要。
延遲應規定為在定義條件下完整的攝影機到顯示器或玻璃到玻璃的測量值。幀率和延遲也不應與運動模糊混淆，後者受曝光時間、感測器性能、影像處理和顯示器響應的影響。
車內顯示器必須在變化的環境光條件下保持可讀性。高顯示器亮度和合適的對比度可以支援在強日光下的可讀性，而防眩光表面處理、光學貼合、顯示器角度和自動亮度控制可進一步提升性能。
僅靠亮度並不能保證在直射陽光下的可讀性。因此，必須結合顯示器在駕駛室中的位置、表面反射率和駕駛員的正常視角來評估顯示器性能。
車外CMS攝影機在雨水、灰塵、路面濺水、振動和極端溫度下運行。達到IP69K等級的車外攝影機外殼和指定連接器可在定義的測試條件下提供防塵以及耐高壓、高溫水柱噴射的防護。
整合式攝影機視窗加熱器還有助於在寒冷環境中除霜或除霧。這些功能支援在嚴苛條件下運行，但並不能免除適當的攝影機定位、維護和檢查的需要。
法規在使CMS成為量產車可行選項方面發揮了重要作用。然而，各市場的法規立場並不一致，CMS也並非普遍強制要求。
聯合國第46號法規將獲批准的攝影機監視系統認可為間接視野裝置。符合規範的CMS可以取代傳統後視鏡以提供相應的視野，前提是該系統及其在車輛上的安裝符合適用的型式認證要求。
合規性不僅限於攝影機覆蓋範圍。它還涉及顯示視野、放大倍率、解析度、影像品質、延遲、顯示器定位、系統可用性和故障指示等因素。
單一元件的批准並不自動使每輛車的安裝都符合規範。最終的攝影機位置、顯示器佈局和車輛幾何形狀必須作為適用認證流程的一部分進行評估。
歐盟在其車輛型式認證框架內實施聯合國第46號法規 (UN R46)。此外，歐盟《通用安全法規》透過涵蓋盲區資訊、倒車偵測、行人和腳踏車騎士警告以及改善重型車輛直接視野等功能的要求，擴展了對弱勢道路使用者的保護。
這些措施並未要求所有車輛都使用攝影機監視系統。然而，它們提高了車輛可見度的重要性，並創造了將CMS與單獨驗證的主動偵測和警告功能整合的機會。
GB 15084-2022 為中國市場的間接視野裝置（包括攝影機監視系統）制定了技術要求。它為符合規範的CMS安裝取代認證車輛上相應傳統後視鏡提供了法規途徑。
儘管 GB 15084-2022 和聯合國第46號法規 (UN R46) 解決了類似的間接視野目標，但製造商仍必須確認適用於每個市場的具體要求、認證程序和車輛配置。
美國的法規立場仍不同於聯合國第46號法規 (UN R46) 和中國的法規框架。聯邦當局已透過研究、請願、公眾諮詢和有限的商用車豁免對基於攝影機的替代方案進行了評估。
這些活動不應被解釋為普遍批准取代所有新車上必需的車外後視鏡。OEM和車隊必須評估每個預期應用適用的NHTSA、FMCSA和州級要求。
傳統後視鏡在無需電力的情況下繼續提供反射影像。攝影機監視系統則依賴攝影機、顯示器、電源、處理硬體和通訊鏈路。因此，系統可靠性是CMS開發的核心部分。
量產型設計應解決以下問題：
實驗室測試和實際運行提供不同形式的證據。實驗室測試允許以受控且可重複的方式評估溫度、振動、進水、EMC和電氣條件。OEM車輛測試確認整合和應用性能。隨後，現場運行經驗則為不同車輛、氣候和工況提供額外證據。
CMS的商業價值在車輛製造商和車隊營運商之間有所不同。
對OEM而言，車型認證是車輛開發和上市計畫的關鍵部分。圍繞相關要求設計的模組化CMS平台可以提高多個車輛專案中硬體和軟體的重複使用率。
最終配置和認證仍針對目標市場和車輛，但通用平台可以減少重複的工程工作，並支援更高效的：
CMS還能透過更現代化的駕駛室設計、改善的間接視野以及整合額外駕駛輔助功能的潛力，支援車輛差異化。
對車隊而言，改善轉彎、倒車和低速操控時的可見度，有助於降低盲區碰撞的風險，以及相關的維修、保險和車輛停機風險。
實際的安全結果取決於系統設計、安裝、維護和駕駛員的使用。因此，CMS應被定位為支援更安全駕駛的工具，而非消除所有盲區或保證減少事故的系統。
與傳統後視鏡外殼相比，緊湊的車外攝影機支架還可能降低空氣動力學阻力。在長途運輸車輛上，這可能有助於降低燃料或能源消耗，儘管可衡量的效益取決於車輛設計、速度曲線、年行駛里程和運行工況。
在用電子系統取代被動式後視鏡時，可靠性證據尤為重要。自2019年以來，AUTOEQUIPS一直支援其商用車視覺解決方案在量產中的應用。
根據AUTOEQUIPS的現場記錄，配備其視覺系統的車輛已累積超過2.69億公里的實際運行里程。這一運行經驗補充了實驗室測試和OEM車輛級驗證，提供了來自不同車輛、氣候和運行環境的證據。
在評估這些數據時，車輛製造商應考慮數據範圍、包含的產品、報告期以及用於計算累積里程的方法。可追溯的測試結果、認證文件、現場記錄和專案參考共同為評估產品成熟度提供了比任何單一數據更堅實的基礎。
攝影機監視系統的長期潛力超越了其核心的間接視野功能。具備充足運算資源、車輛介面和軟體架構的可擴展CMS平台，可以支援額外的視覺功能，同時保持安全相關功能之間的適當隔離。
CAN J1939和車用乙太網路介面可實現與車輛控制器的數據交換，而UDS可支援診斷和服務功能。當透過授權的車輛閘道器或車載資通訊單元連接時，CMS還可參與遠端診斷和受控的軟體更新工作流程。
額外功能必須單獨整合和驗證。例如，盲區或駕駛員監控系統的警告可透過共享的車內HMI呈現。可擴展的多攝影機架構還可以將CMS與AI環景顯示結合，在車廠、裝卸區和其他狹窄空間進行低速操控時提供拼接的鳥瞰影像。
當與MDVR或車載資通訊單元整合時，可將選定事件和系統健康資訊提供給授權的車隊管理平台。這些聯網功能需要適當的網路安全、存取控制和資料保護措施。
在這種架構中，CMS成為更廣泛的商用車視覺平台的基礎，而不僅僅是玻璃後視鏡的數位替代品。
攝影機監視系統正成為傳統後視鏡日益可行的替代方案。歐洲和中國已為符合規範的CMS安裝建立了認證途徑，而其他市場則繼續評估基於攝影機的替代方案。
影像感測器、顯示器和低延遲處理的進步正在提升系統性能和駕駛員的接受度。在可見度、空氣動力學和車輛整合方面的潛在效益，也加強了車輛製造商和車隊營運商的商業論據。
然而，CMS的採用仍取決於目標市場、車輛類別、安裝設計和驗證策略。製造商應尋找能夠提供符合適用要求的文件證明、可追溯的實驗室和現場證據，以及為機械、電氣、軟體和車輛級整合提供全面支援的供應商。
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