自動駕駛領域中的CMS系統應用探討

由佐思汽研主辦的“ ICVS汽車智能網聯大會”正式啟幕，邀請Tier1、軟件供應商、操作系統商、智能駕駛及智能駕艙相關企業，共同探討行業現狀、創新技術應用交流、以及未來行業發展趨勢等。

賽格導航視頻產品線總監劉玉龍應邀參加本次大會，并發表主題演講，他談到，賽格導航擁有24年的汽車智能網聯產品研發與制造經驗，為國內眾多主機廠供應車載零部件，產品覆蓋車載遠程信息終端（5G/V2X、高精度定位模塊、T-BOX）、車身智能控制系統（域控制器、智能網關、BCM）、車載視覺控制模塊（360環視系統、CMS電子后視系統、新國標視頻機）等領域，此次演講圍繞《CMS在自動駕駛領域中的應用》與業界同仁分享交流，重點探討CMS技術優勢與系統方案，以及CMS在逐步邁入自動駕駛的發展階段可集成可擴展的應用探討。

CMS系統技術優勢

2022年12月29日，中國汽車后視鏡新國標GB15084-2022《機動車輛間接視野裝置性能和安裝要求》正式發布，意味著搭載CMS的車輛可以從2023年7月1日起正式合法量產上路。新國標GB 15084對機動車間接視野裝置進行了明確的劃分，大致可分為七類視野，內部視野裝置屬于一類性，二類到七類都屬于屬于外部視野裝置。

電子后視鏡是由攝像頭+車內顯示屏替代傳統的反射鏡，電子后視鏡主要分為電子內后視鏡和電子外后視鏡，其中電子內后視鏡常被稱為流媒體后視鏡，電子外后視鏡則一般用電子后視鏡（CMS）直接指代。

相較傳統物理鏡存在“看不全、看不清、受干擾、風阻大”的問題，CMS具有視野更加寬闊、減少盲區、可通過圖像調優算法（ISP）大幅降低外界光線干擾、對抗雨雪霧惡劣天氣影響的能力強等優點， 并且CMS 攝像頭后視鏡橫截面積能縮小為傳統玻璃外后視鏡的二分之一乃至更低,能有效降低風阻和風噪，實現節能減排。

車載CMS系統方案

商用車和乘用車CMS 系統都是由攝像頭、顯示屏、控制器三部分構成,但是商用車方案比乘用車更復雜，賽格導航已完成CMS系統在乘用車商用車領域的產品預研開發及技術驗證。乘用車 CMS 系統一般由 2 個顯示屏+2 個左右外耳攝像頭+集成 1 個流媒體后視鏡（選配） +控制器構成，控制器可獨立可集成。由于CMS系統對圖像實時傳輸性能要求高，任何長延時的圖像都有可能造成判斷失誤，因此CMS系統的視頻圖像只能通過數字方式傳輸，以最大限度減小延時。目前新國標對電子后視鏡的延遲時間要求是小于200毫秒，實際上，超過30毫秒的延時就能被感知到，所以賽格導航目前的解決方案主要有兩種：一是用FPGA，延時約20毫秒，幾乎察覺不到；二是ARM，延時約50毫秒。這兩種方案都遠優于新國標的延時要求。

商用車 CMS 系統方案復雜度更高，因為商用車屏幕和所要呈現的區域會多一些（前盲區+下盲區+左盲區+右盲區），因此商用車 CMS 方案在外側攝像頭通道數會更多，由左側 2 個+右側 2 個+前面 1 個（選裝）+后側 1 個（選裝）攝像頭構成，商用車顯示屏比乘用車更大，左右2 個主顯示屏一般是 12.3 寸屏，可以在同一塊屏的上下兩個不同區域分屏顯示同一側二類鏡和四類鏡畫面，而五類鏡、六類鏡可以同時分屏顯示在 1 個顯示屏中。在基礎后視方案上，賽格導航增強版方案增加了360全景功能。

自動駕駛視覺傳感器現狀

視覺仍然是最主要的感知手段，車載攝像頭作為自動駕駛中應用范圍最廣的視覺傳感器，一般含括幾個應用場景：側方后視、前視寬視野、前視主視野、前視窄視野、后視、側方前視，每個場景使用的攝像頭都有不同的功能，對鏡頭的要求也不一樣。依賴攝像頭完成的ADAS功能如車道偏離預警、前向碰撞預警、行人碰撞預警、車道保持輔助等都是前置的攝像頭，因為汽車使用過程中，絕大多數時間是前向行駛的，所以前向檢測功能要求的最多，檢測范圍和精度要求也最高。

目前能夠實現L3/L4級別自動駕駛功能的汽車，前視攝像頭分辨率普遍達到800萬，模組的視場角可以到120度，最遠可以識別550m外的行人、車輛和特定形狀的物體。除前視之外的視覺檢測范圍包括360環視、側視、倒車后視、流媒體后視，這些攝像頭的視野范圍在5m-50m，分辨率要求相對低，200萬像素可以滿足大部分場景的應用，CMS系統的應用范圍正好可以涵蓋這些視野。

CMS 可擴展為自動駕駛的“眼睛”?? ?

CMS系統作為智能行車輔助，錨定城市行車場景的痛點，在變道、倒車、轉彎、泊車帶來動態視野調整，并融合ADAS、DMS、OMS等系統，實現人臉識別、車內監控、疲勞預警、駕駛員監測、行為監測、視線追蹤功能，在顯示屏主動標記報警提示，它們由一個或者兩個攝像頭完成識別，解析度和識別距離都相對較低，符合低速控制系統的應用范圍。

由于CMS系統法規的出臺，如果車輛采用電子后視系統取代了物理后視鏡，則車內的顯示屏、流媒體屏和電子后視鏡的顯示屏就必須始終處于工作狀態，并顯示相應的車外圖像。這些顯示屏不僅可以顯示圖像，還可以進行提醒，顯示車內外攝像頭的檢測結果和內容，如圖標或圖示等，這些內容顯示可以用疊加UI的形式顯示到屏上，顯示的時間和時機位于駕駛員的觀察位置和方向，以便駕駛員能夠準確獲取到這些信息。

我們可能在未來相當長的一段時間內都處于非自動駕駛或半自動駕駛的階段，在實現完全自動駕駛之前，L3或L3以下級別的駕駛都需要攝像頭對駕駛員的行為狀態進行監測，CMS替代后視鏡的攝像頭可以集成ADAS類型的輔助駕駛功能及智能網聯相關功能，并在車內的適當顯示器上實時顯示視覺信息，擴展為自動駕駛的“眼睛”。

我們對未來自動駕駛的構想是，在信號燈控制的交通路口、地上和地下停車場、輔道、環島、工業園區道路等低速場景下使用集成的CMS提醒和提示功能，在高速公路、城市主干道、快速路、國道、省道等高速場景下使用自動駕駛系統控制車輛行駛狀態，用這兩套系統覆蓋全場景的自動駕駛。

編輯：黃飛

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