CMS电子后视镜时代已到来

1.  传统后视镜自白：2023年，我要被取代了么？

我是汽车上的玻璃后视镜，最近遇到了大麻烦，车企跟用户嫌我碍事，打算用电子后视镜把我取代，不让我这个“老家伙”待在车上了。

还记得汽车上那两个“大耳朵”吧？那就是玻璃后视镜，是一辆汽车必不可少的功能。我能够让驾驶员看到后方的路况，方便他们变线、转向、停车看位......我在汽车上存在了几十年，几乎见证了汽车的发展。

大家有没有发现，新能源时代下的汽车，外观设计风格跟传统汽车比有了很大的变化，流线感更强了，一些看起来比较“碍眼”的元素也通过一些新科技“隐藏”了起来。车企把我的兄弟“门把手”消灭了之后，开始打起了我的主意。

我也明白车企也做了很多努力，在尽可能保证实用性的前提下，把我做小，降低视觉上的存在感，兼顾外观设计与实用性。尽管如此，大家还是希望我能够像手机屏幕上的那个挖孔一样，彻底消失在视野中。

俗话说“科技就是魔法”，人们有什么需求，科技总能满足，车企已经想到了用摄像头的形式，代替传统后视镜，只不过由于当时还没有相关的配套规定落地，电子后视镜长期以来只能活在概念车上，我依旧活到了现在。

我还没来得及长舒一口气，转折点又来了。2022年12月29日，中国汽车后视镜新国标 GB 15084-2022 正式发布， 意味着中国搭载 CMS 的车辆可以从 2023年7月1日起正式合法量产上路——中国汽车电子后视镜CMS替代传统玻璃外后视镜时代正式开启。

中国在 2020年6月4日发布了GB 15084征求意见稿， 相比2013年的汽车后视镜国标增加了汽车电子后视镜 CMS 的标准规定；在2021年发布了 GB 15084 报批稿；在2022年12 月29日工信部正式发布 GB 15084-2022《机动车辆间接视野装置性能和安装要求》 ，并规定于 2023年7月1日正式实施，这意味着搭载CMS 的乘用车和商用车从2023年7 月1日起均可以在中国正式合法量产上路（在此之前搭载 CMS 的车都不允许量产），自此中国 CMS 的量产元年正式开启。

全球汽车电子后视镜CMS国标发展历程

2.  CMS替代传统玻璃后视镜是大势所趋

2.1 CMS电子后视镜优势

CMS为Camera Monitor System缩写，直译为“摄像头监控系统”，汽车应用上一般指电子外后视镜系统，通常由外部摄像头(camera)捕捉视野，通过电子控制单元(ECU)发送信号以进一步处理，最后以显示器(monitor)为驾驶员提供视野，同时可集成盲区预警、障碍物提示等功能。

那么CMS电子后视镜对比传统后视镜有什么优势呢？四大优势，让CMS替代传统后视镜成为大势所趋。

CMS 可以扩大 FOV，减小盲区

摄像头 FOV 可以是 30°、 90°、 120°是可以调的，可以在适当 FOV 下看尽可能远的距离（ FOV 越小，可见距离越远） ，这样可以补偿盲区，特别是在大型运输车辆尤其重要。

CMS 对抗雨雪雾恶劣天气影响的能力明显强于传统玻璃后视镜

和传统玻璃后视镜不同， 外置镜头是藏在防护罩内的，镜头表面积很小， 所以摄像头可以做比较小的封装，另外 CMS 摄像头还附着了自清洁及水性防护涂层，工作期间可以自发热去除雨雾雪包围的状态。所以外部天气干扰对 CMS 造成的影响要小很多。

CMS可以通过图像调优算法（ISP）大幅降低外界光线干扰

夜晚等外界“光线不足”的情况下， CMS 可以通过低光照感光技术、 画面矫正和图像提高，使得黑暗中视觉效果尽可能接近白天的状态，这一点是传统后视镜远不能达到的。针对外界“光线太强”导致的眩目问题，摄像头可以通过ISP技术进行完美调校，解决光照强度对驾驶员视线的影响。

降低风阻：CMS摄像头后视镜横截面积能缩小为传统玻璃外后视镜的二分之一乃至更低，从而降低了风阻系数，省油省电。

实际上，高速续航一直是新能源车的痛点。当汽车以大于80公里的时速行驶时，50%以上的能耗都用于克服空气阻力。对于新能源车来说，高速行驶时风阻对能耗的影响更为突出。

据研究，燃油车风阻平均降低10%，对应的油耗至少减少2%；而对纯新能源车而言，低风阻优势更加明显，风阻平均每降低10%，综合工况续航里程可增加3~4%。

但凡是真心想要降低风阻系数的车企，都会知道后视镜设计会产生不小的影响；用电子后视镜之后，电车续航提升至少能有5%左右，马斯克说的。

从技术上来看，后视镜的造型对于整车风阻系数的影响范围大致在0.01-0.03左右，当然燃油车对这点风阻可能不太在意，加油方便可以不用在意这些细节；但对于电动车来说，风阻越小越好，所以，对电动车来说以后是必备项目了。

本田e的电子后视镜将能降低整车3.8%的风阻。奥迪etron整车的风阻系数为0.28，选装电子后视镜后风阻系数将进一步降低至0.27。风阻系数的下降可以使得电动车提升续航里程，可以使得燃油车更加节油（以比亚迪汉为例，风阻系数每降低0.01，车的续航将增加8公里；对于油车而言， 风阻系数每降低0.01， 燃油经济性可提高2.136%~2.67%，即 10L/百公里的汽车油耗可降低0.2136L~0.267L/百公里)。

CMS相比于传统玻璃外后视镜的优势

2.2 主机厂搭载概述和市场规模

从2016年全球第一个CMS法规欧洲ECE R46标准发布以来，全球已经有7款搭载CMS的车量产。2018年日本丰田雷克萨斯发布的Es300h搭载了CMS，左右外后视镜摄像头采集到的画面显示在2个独立的5英寸显示屏上；奥迪E-tron、北汽魔方、吉利路特斯ELETRE等车型都将CMS显示屏设置在门护板上；本田e电动车则将CMS摄像头画面显示在仪表台两侧的6英寸显示屏上；东风汽车“车慧眼” CMS 也是显示在仪表台两侧；梅赛德斯-奔驰品牌申报了两款奔驰Actros卡车，这两款卡车最大的亮点就是使用了电子后视镜。

已经量产/发布的乘用车和商用车 CMS 方案

已量产/规划CMS的车型

由于国内2023年7月1日起新国标才正式实施，搭载 CMS 的车才能量产上市， 今年上市的有广汽埃安Hyper GT、北汽魔方、吉利路特斯、东风风神等车型，因此今年渗透率我们预计1%。但是根据上述分析，CMS替代传统玻璃后视镜是大势所趋，而且目前相当长时间来看域控制直接集成CMS的功能还不太可能，另外长期来看随着法规落地以及行业供应链完善，之后成本可以得到下降，因此足以往销量更大的中端车渗透。根据我们了解，小鹏、蔚来、比亚迪、长安汽车、上汽、东风汽车等主流自主OEM都已经在规划CMS 量产车型。预计 2025 年 CMS 渗透率将达到15%，单价2500元，对应中国CMS市场规模86亿元。

中国CMS市场规模测算

3.  CMS系统架构

3.1CMS的构成

商用车和乘用车后视镜分类有所不同，商用车数量更多更复杂。无论是传统的玻璃后视镜还是 CMS，按照乘用车标准规定， 内后视镜是一类镜，外后视镜是三类镜；商用车标准规定，二类镜是主后视镜、四类镜是广角后视镜、五类镜是补盲镜、六类镜是前视镜（看前车头下方） ，装在卡车的不同方向。

商用车和乘用车 CMS 系统都是由摄像头、显示屏、控制器三部分构成， 但是商用车方案比乘用车更复杂，新国标 3/4 都在讲商用车要求，只有 1/4 在讲乘用车要求。

乘用车CMS方案

一般由2个显示屏+2个左右外耳摄像头+集成1个流媒体后视镜（选配）+控制器构成；中间的一类镜可以是流媒体后视镜，也可以是原来传统玻璃内后视镜的形式，但是2个三类镜都是“摄像头+显示屏”形式，显示屏一般是 5/6/7 英寸屏。

商用车CMS方案

商用车CMS系统复杂度更高，因为商用车屏幕和所要呈现的区域会多一些（前盲区+下盲区+左盲区+右盲区）， 因此商用车CMS方案在外侧摄像头通道数会更多， 由左侧2个+右侧2个+前面1个（选装）+后侧1个（选装）摄像头构成；商用车显示屏比乘用车更大，左右2个主显示屏一般是12.3寸屏，可以在同一块屏的上下两个不同区域分屏显示同一侧二类镜和四类镜画面，而五类镜、六类镜可以同时分屏显示在1个显示屏中。根据寅家科技推出的方案，其商用车标准版 CMS 系统由左右侧2个 12.3寸显示屏+4个摄像头+控制器构成，增强版CMS系统由左右侧2个12.3寸显示屏+6个摄像头+控制器构成，增强版多出来的2个摄像头分别安装在车头正前方与车尾。

显示屏安装位置

显示屏放在A柱在整车厂和消费者看来会像是后装的产品， 另外还会面临A柱盲区等问题；显示屏如果是7寸屏在整车造型的设计人员看来看来是非常大的干扰， 但是由于国标对放大倍数、视野校核的要求没办法将显示屏再缩小；如果放在门护板上会涉及到门板的重开。

商用车和乘用车CMS系统组成：摄像头+显示屏+控制器

3.2CMS技术方案

CMS可以分为纯显示型和显示+ BSD辅助预警型；纯显示型即字面意思，单纯作为显示功能；显示+ BSD辅助预警型，除显示外能够检测车辆或行人，比毫米波雷达盲点探测更直观更准确；早期的技术方案以纯显示型为主，随着汽车智能化的发展，功能逐步发展为显示+BSD辅助预警，CMS技术发展可大致分为三个阶段，不同阶段使用的技术方案也有所不同。

3.2.1 早期CMS技术方案

早期的技术方案可以分为三种：FPGA方案、MCU+ISP方案、编解码SoC方案。

FPGA方案

以前FPGA首选Lattice的，价格比较低。下图为Lattice的Crosslink系列FPGA的内部框架图，FPGA的灵活度最高，适应面最广，比较适合4摄像头的商用车CMS，这个FPGA的门数较少，但毕竟是FPGA，使用起来还是需要比较高的技术水平的。欧洲的商用车基本都是采用FPGA方案。

MCU+ISP方案

瑞萨在2019年9月量产RAA278842和RAA278843。RAA278842框架图如下图所示，输入方面拥有MIPI CSI 4通道最高4Gbps的带宽，输出有单双LVDS通道，最高支持1920*1080分辨率，还有YCbCr 4:2:2输出，也有一个MIPI CSI 4lanes输出，也支持YUV422和24比特RGB输出。还有OSD显示，无需外加微控制器基于SPI Flash的屏幕显示（OSD），能够在九个窗口中显示位图图形任意水平和垂直缩放器，可显示汽车制造商的徽标或实时摄像头视频。控制器的屏幕显示功能还可以模拟仪表盘应用中的传统警示灯检查。

RAA278842和RAA278843可与瑞萨R-Car系列SoC、RH850系列MCU和RL78系列MCU相结合，也可以使用ISL78302双LDO、ISL78322双2A/1.7A同步降压稳压器和ISL78228双800mA同步降压稳压器为汽车信息娱乐系统板载的RAA27884x及其它IC供电。

萨瑞电子的ASIC框架图

除了瑞萨外，GEO的ISP芯片GW5200也是MCU+ISP的典型方案，这里就不再一一赘述。

编解码SoC方案

视频编解码方案在早期也是主流的，显示和编码通过数字LVDS或者AHD解串芯片实现。

下图框架为TI的TDA2Eco，编解码SoC的典型方案；TDA2Eco片上系统 (SoC) 基于异构、可扩展的架构而开发，架构包涵了TI的定点和浮点TMS320C66x数字信号处理器 (DSP) 内核、ARM® Cortex®-A15 MPCore™以及Quad-Cortex-M4处理器，能够以更低的成本为更多类型的汽车开发视图应用。

TDA2 ECO SoC可通过并行,串行和CSI-2接口支持多达8个摄像头,这些接口与T的FPD-Link III串行器兼容,为视图系统提供完整的解决方案。另外它还集成了许多外围设备,如CAN,千兆以太网AVB和显示模块接口。

雷克萨斯ES300h电子后视镜电路架构如下图所示；需要两对解串行芯片，成本不低。POC即通过同轴电缆供电，德州仪器的解串行提供POC收发器，减少供电电路布设的麻烦。德州仪器推荐使用DS90UB953和DS90UB954，带宽4.16Gbps，最高支持200万像素每秒60帧或400万像素每秒30帧。

雷克萨斯CMS架构

3.2.2 当前主流CMS技术方案

随着汽车智能化的发展，用户对于CMS电子后视镜要求已经不单单只满足于单纯的显示，还希望具备实现车辆的盲区检测功能；以此同时，考虑到画面延迟、减少图像失真、拼接畸变纠正、播放帧数、传递速率等等一系列涉及到功能安全问题，这对处理器提出了更高的挑战。因此不是任意一款芯片都可以拿来做CMS的，像安防芯片、座舱芯片看上去与CMS需求类似，但实际上距离CMS的要求还是相差甚远，传统技术方案已无法满足设计要求。

目前在研CMS项目大多采用的芯片方案为安霸的CV22AQ，该芯片使用安霸CVflow计算机视觉架构，目标应用包括前置ADAS摄像头、带有盲点检测(BSD)功能的电子镜、车内驾驶员和驾驶舱监控摄像头以及具停车辅助功能的全景式监控系统(AVM)。该新型片上系统在车道保持、自动紧急制动(AEB)、智能大灯控制和速度辅助功能方面的应用，超出了欧洲新车评测系统(NCAP)的性能要求。此外，其采用先进的10纳米工艺技术打造，功耗低，支持挡风玻璃前置ADAS摄像头在尺寸和散热方面的要求。

但说到底CMS主流的技术方案还是以独立控制器为主，目前CMS控制器产品虽然采用了AI SoC芯片，但都是其他领域的芯片挪用到CMS产品中来或者兼容其他驾驶辅助功能（如安霸CV22AQ除可实现CMS功能外，还可作为其他驾驶辅助设计方案），冗余规格比较多，芯片成本和BOM成本都高；市场上CMS专用芯片其实并不多。

在国内，最看好的是欧冶CMS专用芯片；最近在相关展会和新闻上有看到国内一家新势力芯片厂家欧治半导体，推出了针对智能汽车的第三代E/E架构芯片解决方案，为电动汽车和燃油汽车的智能车灯及基本型端侧智能部件、CMS电子后视镜及增强型端侧智能部件，以及L2/L2+行泊一体ADAS和ZCU区域处理器应用提供高性能、低成本车规级SoC芯片解决方案。

其中，基于欧冶半导体全球首款CMS专用芯片龙泉560 Mini打造的电子外后视镜系统，采用一套芯片平台方案即可同时满足乘用车和商用车的全应用场景需求，产品特点如下：

● 为CMS系统提供业界最佳的图像质量，包括：60fps高帧率、强光抑制、高动态场景、暗处提亮、LED闪烁抑制、色彩还原等。

● 实现实际部署场景下的业界最低延时，从摄像头到显示屏端到端时延小于60毫秒。

● 业界最快的开机速度，Linux系统冷启动情况下开机时间小于1秒。

● 支持去雾功能。

● 支持BSD辅助预警信息提醒（行人检测、车辆检测、三级距离告警）。

● 支持默认视野显示和手动调整，以及临时视野的自动切换(转弯、倒车)。

3.2.3 未来CMS技术发展趋势

随着汽车电动化智能化浪潮来袭，整车电子电气产品应用的增加，单车ECU数量激增，分布式电子电气架构由于算力分散、布线复杂、软硬件耦合深、通信带宽瓶颈等缺点而无法适应汽车智能化的进一步发展。

为了适应发展，同时也为了降本，汽车E/E架构由分布式 ECU 向域控制/中央集中架构方向发展；其中特斯拉 Model3 开启电子电气架构的全面变革，已进入第三代E/E架构，即中央计算+区域（Zonal）控制器架构。

基于整车E/E架构升级，未来CMS的技术方案也会有所不同；当前的CMS是独立控制器的存在，因为现在无论是座舱域控制器、还是智能驾驶域控制器，在开发的时候已经定义好了，没有预留CMS接口，因此CMS控制器不会在短期内马上和座舱/智驾域控制器进行融合；北汽认为在短期5~10年内融合方案不太好实现，未来的事情谁也说不准。

在第三代E/E架构上，将CMS功能接入到区域控制器上实现，提供了另外一种可行的方案。区域控制器是汽车中的节点，在汽车的一个物理区域内，为各传感器、执行器等设备提供电源分配，数据连接和I/O采集与驱动需求以及可实现对应区域端侧的相关功能。

当前大部分车型的区域处理器采用的还是MCU芯片，还不能支持CMS功能的实现。也有不少芯片厂商的下一代ZCU芯片将升级到SoC芯片，具备强大的处理能力和一定的AI算力，有很丰富的通讯接口，同时具备一定功能安全和信息安全等级，说不定可以支持CMS功能的实现。

因此从发展趋势来看专用芯片的独立CMS控制器目前仍然是主流；总之，CMS电子后视镜是一种具有广泛应用前景和重要意义的汽车后视镜技术。随着技术的不断发展和推广，CMS电子后视镜有望成为汽车行业的重要创新点和发展动力，为汽车产业的升级和转型提供新的机遇和挑战。

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