För två år sedan satte FN ner foten. Innan dess satte lagstiftningen stopp för allt annat än backspeglar i fordon världen över. År 2016 uppdaterades det FN-direktiv som styr hur en förare ska se runt ett fordon – och dörren öppnades för att ersätta speglar i fordon med kamerasystem.

Kent Pålsson

– Än har ingen lanserat en bil med digitala speglar, förutom några specialbilar som gått på undantagstillstånd, säger Kent Pålsson, ansvarig för Vision och Safety på Stoneridge Electronics.

Men en förändring är nära.

– Jag tror att de första personbilarna dyker upp i år. Även på lastbilar kommer det att hända väldigt snabbt. Kanske i år, eller i början av nästa år, säger Kent Pålsson.

FN-direktivet R46 ligger i botten, därutöver finns det en ISO-standard som definierar hur kameror och displayer ska fungera. I ett första steg är kravet egentligen bara att spegelersättningssystemet ska visa lika mycket som de traditionella speglarna.

I Sverige utvecklar Stoneridge ett kamerasystem som ska ersätta backspeglarna hos lastbilar.

– Ytterligare ett krav är att bildkvaliteten ska vara likvärdig med spegeln. Det är ganska tufft satta minimikrav som syftar till att inte enkla kamerasystem ska kunna bli godkända, utan digitala HD-kameror krävs.

På Stoneridge i Sverige har arbetet med att utveckla kamerasystem som ersätter backspeglar i kommersiella fordon pågått i flera år.

Till sommaren ska den första generationen lanseras mot efter­marknaden. Parallellt arbetar företaget med nästa generation, som ska lanseras mot OEM:er men också eftermarknaden.

Det som skiljer generationerna åt är vissa funktioner, men framförallt paketeringen som är OEM-specifik och även beror av exakt var i en lastbil tillverkaren väljer att montera systemet.

– Just nu jobbar vi med ett antal OEM:er som håller på att definiera hur deras system ska se ut.

Utvecklingen sker huvudsakligen i Sverige. Här konstrueras systemet, från styrenheten i kameran till kommunikationslänkar och mjukvara. På sikt kommer sannolikt displayerna att tillverkas i Örebro, medan kamerorna tillverkas i Holland där Stoneridge köpte en kameratillverkare under förra året.

Byggblocken i kamerasystemet

En traditionell lastbil har en stor backspegel på både förar- och passagerarsidan. Varje spegel är indelad i två delar, en som visar en vidvinkelvy bakåt (klass IV) och en som visar en vy mer lik den hos en personbil (klass II). I den första generationen av kamerasystemet från Stoneridge används två kameror på vardera sida om lastbilen som ersätter klass II- och klass IV-speglarna. I systemet används uteslutande CMOS-sensorer med 1,3 Mpixel eftersom det idag inte finns fordonskvalificerade sensorer med högre upplösning. Nästa steg är sensorer med 2,5 Mpixel. Då räcker det sannolikt att enbart använda en kamera per sida för de båda vyerna. I kameraarmen på förarsidan sitter det en styrenhet (ECU) som styr de två kamerorna, samt processar och slår ihop bilderna från dem. Styrenheten skickar bilderna över en LVDS-länk till displayen i förarhytten. Displayen agerar kommunikationslänk till fordonet, med Can-bussar och spännings­matning. På passagerarsidan sitter ett likadant system. Där finns också en separat kamera och en mindre display som visar området precis invid fordonet på passagerarsidan. Den er­sätter dagens så kallade klass V-spegel. Som tillval går det även att få en kamera och display som visar området precis framför fordonet. Den ersätter klass VI-spegeln som vissa lastbilar har. Den första systemgenerationen är en eftermarknadsprodukt och kommer främst att lyssna på Can-bussen för att exempelvis avgöra om lastbilen är igång eller inte. Nästa generation vänder sig till OEM:er och kommer att bli fullt integrerad med lastbilen.

Varje kamera byggs ihop med ett objektiv, en bildbehandlingsenhet och en filterswitch till en liten enhet – allt styrs av en styrenhet i kameraarmen som skickar informationen vidare till displayen inne i förarhytten (se illustration). Inbyggt i kommunikationslänken finns en mekanism som gör att displayen hela tiden kontrollerar att det inte finns någon fördröjning i bilden.

Den lilla filterswitchen i kameraenheten innebär att systemet kan avgöra om det är natt eller dag – en detalj som tydligt illustrerar fördelarna med systemet.

– Det finns en nightvisionfunktion som betyder att föraren kan aktivera en LED-belysning bakåt. Det gör det betydligt lättare att exempelvis backa med släp när det är mörkt, förklarar Kent Pålsson.

I vissa ljusförhållanden är en spegel, som ju har oändlig upplösning, ofrånkomligt bättre än ett kamerasystem. Men det finns ingen situation där försämringen är väsentlig.

Istället eliminerar spegel­ersättnings­sys­te­met ett antal opraktiska detaljer. Bara genom att byta ut dagens skrymmande speglar mot displayer som placeras på stolpen vid vindrutan får föraren klart bättre sikt snett framåt. Dessutom minskar bränsleförbrukningen med två till tre procent, eftersom luftmotståndet minskar.

Likaså försvinner problemet med regndroppar och smuts som annars fastnar på speglar och dörrfönster. Kameran sitter mer skyddat, högre upp och har en trattform kring sensor som skyddar mot stänk.

– Vi har testat med aktiv rengöring av kameralinsen, men det tycks inte vara nödvändigt.

En annan finess är anpassning av vyn, som framförallt är till hjälp när föraren kör och svänger med ett längre ekipage. Med backspeglar ser föraren in i sidan på trailern åt det håll fordonet svänger fullt ut.

– I en sådan situation flyttar vi vyn så att föraren hela tiden kan se slutet av trailern och hjulen där. Det gör vi genom att i den digitala domänen flytta den delen som presenteras på displayen, förklarar Kent Pålsson, och tillägger:

– På sikt kan man tänka sig att man kan zooma på ett smartare sätt, men idag sätter lagstiftningen gränser.

I princip säger lagen att det är tillåtet att flytta in spegelbilden i förarhytten, men att informationen ska presentera på samma sätt som en traditionell spegel skulle ha gjort.

– I nuläget är det exakt specificerat vad som ska visas, men det kommer att utvecklas framöver.

I den förste systemgenerationen används därför bildbehandling förhållandevis sparsamt. Ett exempel är, som redan nämnts, för att hitta slutet av trailern när den svänger. Där är det nödvändigt för att ett fordon som exempelvis inte har rattvinkelutslag ska kunna dra nytta av funktionen.

– I framtida kommer vi att lansera system med fullständig objektdetektion integrerat. Vi använder deep learning för att hitta fordon, fotgängare, cyklister och även skilja på dem, klassificera och på något sätt presentera det för föraren.

Den allra största utmaningen framåt är således att skapa ett extremt pålitligt system, även om det enbart ska hjälpa föraren. Risken är annars stor att ett system varnar för mycket, och istället stör.

– Vår uppgift är att leverera data från systemet så precist som möjlig. Vi måste ligga på en säkerhet motsvarande över 99 procents sannolikhet att vi gör rätt. Hur informationen sedan används och presenteras för föraren är en del som blir väldigt OEM-unik.

Artikeln är tidigare publicerad i magasinet Elektroniktidningen. Prenumerera kostnadsfritt!

Systemet som Stoneridge filar på just nu – som är ett eftermarknadssystem – kommer i första hand att släppas i Europa och Nordamerika.

– Jag tror att det blir i USA som vi kommer att se de första last­bilarna med systemet ombord, säger Kent Pålsson och tillägger:

– OEM-systemet kommer vi att se nästa år, medan system baserade på deep learning som faktiskt intelligent varnar däremot kanske dröjer ytterligare ett år.