Por que os carros têm espelhos retrovisores em vez de câmeras?


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Apesar de ter tanto avanço tecnológico, eu me pergunto por que os carros ainda usam espelhos (lado direito e esquerdo do motorista) para a visão traseira. Esses espelhos podem ser facilmente substituídos por câmeras e monitores (visor para o motorista). Percebi que essa tecnologia existe, mas é restrita apenas quando você toma o carro na direção inversa. Se usarmos essa tecnologia enquanto estiver dirigindo o carro (ou seja, na direção para a frente), acredito que será útil para o motorista, pois várias câmeras instaladas na parte traseira do carro fornecerão uma visão consolidada ao motorista. Além disso, ele economizará o trabalho de monitorar os dois espelhos enquanto estiver dirigindo. Eu acho que isso terá dois benefícios:

  1. Uma vez que os espelhos serão substituídos por câmeras, reduzirá a resistência do vento para o carro.
  2. O peso do carro será reduzido de maneira insignificante, assumindo que os circuitos eletrônicos serão mais leves que os espelhos.

    Então, minhas perguntas são

    1. Por que câmeras (e, obviamente, monitores) não são usadas em vez de espelhos?
    2. Essa tecnologia existe? Se existe, por que não é amplamente utilizado?

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Vá a um revendedor de carros e veja a diferença de preço entre um carro com câmeras de visão traseira e um sem. Essa é uma grande parte da sua resposta. Além disso, vá a qualquer país menos desenvolvido e dê uma olhada em seus carros. Eles mal podem dar ao luxo de abastecer os carros, e muito menos substituir um sistema de câmera caro quando ele falha. Os espelhos são baratos e funcionam.
grfrazee

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Meu primeiro pensamento é tolerância a falhas. Toda máquina eventualmente quebra. E se uma câmera sair enquanto você estiver dirigindo? E se a tela sair?
Devsman

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Para começar, se eu precisar ver apenas um fio de cabelo ao tentar avaliar meu ponto cego, basta ajustar minha bunda e obter essa visão adicional. Tenho certeza de que seria um pouco mais demorado ajustar uma câmera; as probabilidades são de que os projetistas de carros sejam tolos o suficiente para realmente implementar os controles da câmera na interface touchscreen do carro, eliminando assim qualquer nível de feedback tátil. Além disso, com um espelho normal, se meus filhos estiverem se comportando mal no banco de trás, eu posso ajustar o espelho rapidamente para repreendê-los.
MonkeyZeus

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Trabalho na Gentex, que detém a maior parte do mercado de espelhos LCD (e outros sofisticados). Não tenho reputação de postar uma resposta, mas a maioria do que você quer saber pode ser encontrada no Gentex.com - e há o vídeo promocional em youtube.com/watch?v=CHSr0J_l8EY
RoadieRich

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Os fabricantes de automóveis já estão experimentando essa tecnologia. No entanto, as leis de trânsito em todos os países determinam que os espelhos retrovisores laterais e traseiros devem usar espelhos. Há também o medo de que a adição de tecnologia aumente o risco de algo falhar. Lembro-me de algum fabricante de automóveis, não consigo lembrar o nome, consertei isso usando o típico espelho de vidro que você vê nas salas de interrogatório. Desde que a tela mostre algo, o vidro deixa passar, quando a tela fica escura por algum motivo, reflete como um espelho lateral faria normalmente.
BlueCacti

Respostas:


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Esse é outro caso de uma nova e sofisticada tecnologia (SHINY !!!) sendo A Bad Idea (TM). Quando você está dirigindo, seus olhos estão focados aproximadamente no infinito, ou seja, olhando objetos a mais de 5 m de distância. Quando você olha para um espelho retrovisor, ainda está olhando objetos distantes.

Mas quando você olha para a tela de uma câmera, concentra-se na tela da imagem, que provavelmente está a 30 cm. Isso significa que você precisa mudar constantemente o foco para poder olhar para frente e verificar o monitor de visão traseira. Isso não só é fisicamente desgastante para os olhos, mas também leva a um período de tempo significativo, quando você não está focado em nenhuma das áreas.

Câmeras para backup, que (espero) acontecem apenas em velocidades muito baixas, podem ser úteis. A cobertura de pontos cegos geralmente é um sistema auxiliar que não fornece visão direta (apenas luzes ou sons de aviso).


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Qual a diferença entre verificar a tela de uma câmera e verificar o painel de instrumentos? Você já precisa mudar o foco para verificar a velocidade / RPM / etc. Na verdade, hoje em dia, alguns carros têm telas heads-up, um sistema de câmeras em vez de espelhos se integrava bem a isso.
JAB

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(Oi Carl) Entrei para esta comunidade apenas para votar nesta resposta. As câmeras veem de maneira diferente dos olhos . Em relação ao foco, quando um humano está olhando através de um espelho, ele pode escolher objetos diferentes para focar no campo de visão. Uma câmera não consegue ler a mente do motorista e se concentrar em objetos diferentes, conforme necessário. Além disso, os humanos podem mover a cabeça e ampliar o campo de visão útil em um espelho de um determinado tamanho. Quando você olha para uma tela, tudo o que obtém é o que está na tela. As câmeras de backup têm uma imagem muito distorcida para aumentar o FoV. Você simplesmente não pode ver também com uma câmera por muitos motivos.
Todd Wilcox

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@JAB É muito diferente, porque você quase nunca precisa verificar o painel de instrumentos, pois pode adivinhar facilmente a velocidade / RPMs com base em outros fatores e você pode escolher quando fazer essa leitura - o que geralmente não é feito ao verificar espelhos laterais. Além disso, como às vezes você deseja obter essas informações sem se distrair, esse é apenas um argumento para manter os medidores analógicos na apresentação, pois eles não exigem tanta concentração para ler em comparação com as informações apresentadas digitalmente.
AS

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@JAB: além de coisas como controle de cruzeiro, você não verifica a velocidade com a mesma frequência que o outro tráfego, pois deve conseguir aproximar bastante a diferença de velocidade desde a última vez que verificou. Também as informações fornecidas pela agulha geralmente é pequeno o suficiente ao longo de um grande campo de visão que você mal tem que ajustar o foco para vê-lo bem o suficiente
PlasmaHH

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Apenas um nitpick técnico menor: o infinito óptico é de 15 metros plus, não 5.
artofcode

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Ainda usamos espelhos porque:

  • Um espelho é uma tecnologia barata, simples e passiva que funciona. Praticamente o único modo de falha é a quebra no impacto. (Embora eu já tenha caído um espelho retrovisor central uma vez porque o adesivo que o segurava no pára-brisa falhou.) Câmera e telas são dispositivos ativos mais caros, mais complexos. Existem muitos outros modos de falha.

  • Um espelho permite observar com visão binocular, preservando pistas 3D, como paralaxe. Uma câmera projeta um ponto de vista único em uma tela, oferecendo uma projeção 2D.

  • Um espelho permite que você veja mais mudando levemente sua posição de visualização.

  • Um espelho tem muito melhor contraste, cor e resolução do que qualquer combinação de câmera e tela.

  • Um espelho possui efetivamente zero latência. Uma câmera e uma tela têm um atraso na ordem de dezenas de milissegundos, o que pode fazer a diferença em uma situação de emergência.

Câmera e telas (com bom processamento) podem oferecer muitas vantagens:

  • Eles poderiam eliminar completamente o brilho dos faróis ou o sol baixo, preservando o contraste.

  • Eles poderiam melhorar a aerodinâmica do carro.

  • Eles poderiam melhorar a visão noturna, deslocando o espectro infravermelho para a faixa visível.

  • Eles poderiam eliminar completamente os pontos cegos, mesmo permitindo formas de carro radicalmente diferentes que poderiam ser mais aerodinâmicas ou mais baratas de fabricar.

ETA: As câmeras de backup não impediram os motoristas de voltarem às coisas . Isso é relevante apenas tangencialmente porque as câmeras de backup são para backup, mas os espelhos servem a muitos outros propósitos.


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Observe que, especialmente em condições de pouca luz, poucas câmeras conseguem taxas de contraste em qualquer lugar próximas à do olho humano.
Dan Henderson

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Por outro lado, os mirros devem estar localizados onde possam ver o motorista e o assunto de seu interesse. Os espelhos centrais exigem um caminho claro para a parte traseira do veículo, para que nem sempre esteja disponível. Espelhos retrovisores são easilly danificado e aumentar a largura efetiva do veículo ..
Peter Green

@ Peter Green: Há algo em seu comentário que eu não cobri na resposta?
Adrian McCarthy

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@AdrianMcCarthy Não vejo que sua resposta explique explicitamente nenhum dos argumentos de Peter. Você poderia expandir razoavelmente sua resposta para incorporar os problemas de linha de visão e pegada de veículo.
Air

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@AdrianMcCarthy Até certo ponto. Eu também me juntaria a Peter e Air na argumentação de que problemas de linha de visão e visão obstruída não são o mesmo que pontos cegos. Um espelho geralmente possui pontos cegos, mesmo quando possui uma linha de visão clara, enquanto até espelhos de cobertura total sem pontos cegos são inúteis se algo obstruir a linha de visão. As linhas de visão de uma câmera consistem inteiramente na tela do globo ocular + nos objetos da câmera, o que pode ser uma grande vitória, especialmente sobre as linhas de visão longas e desordenadas do espelho retrovisor de montagem central.
FeRD 21/03

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A indústria já está seguindo esse caminho pelas razões exatas que você mencionou. Há um artigo que fornece informações sobre isso.

Em resumo, as principais razões pelas quais ainda não a temos são

  1. As leis estaduais exigem espelhos e teriam que mudar primeiro
  2. Os espelhos convencionais são basicamente à prova de falhas, imagine o sistema da câmera desligando no caminho do motor. Os novos sistemas devem corresponder a um espelho em termos de confiabilidade e segurança. A eletrônica pode ser manipulada, ter uma latência etc.
  3. Preço, os espelhos convencionais são bem baratos e os carros com câmeras não são a configuração básica. Muitas pessoas simplesmente não podem pagar carros com extras caros.

A Mercedes Benz, por exemplo, possui alguns recursos de segurança muito bons que já usam câmeras. Assistência de estacionamento de 360 ° . Recursos de detecção de colisão que verificam seu ângulo morto e, se não é seguro mudar de faixa, um pequeno triângulo vermelho acende no seu espelho lateral. Seguido por avisos acústicos, se você ainda tentar mudar de faixa até o ponto em que o carro trava de lado para colocá-lo de volta na faixa original. Você ainda tem rastreamento de faixa ativo .

A tecnologia já está lá, apenas nos adaptamos lentamente à mudança. É o mesmo com tudo o resto, leva anos para que as novas tecnologias realmente atinjam o ranking.


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Discordo totalmente de que estas são as principais razões. Eu realmente ficaria surpreso se os espelhos fossem substituídos, em vez de aumentados, por câmeras.
Carl Witthoft 16/03/16

Eu ainda consideraria o segundo ponto como uma razão principal. Encontrar uma substituição / ampliação adequada para um dispositivo tão simples, porém eficaz, é um grande desafio na minha opinião. E abordando o seu ponto em relação à distância focal. O seu espelho típico não está mais ou menos a mesma distância que uma tela bem posicionada e você ainda precisa mudar o foco? Além disso, você também pode colocar a tela, HUD, qualquer que seja o campo de visão periférico.
Idkfa 16/03/16

@idkfa obrigado pela ótima explicação. Acho que certamente podemos confiar em eletrônicos e câmeras. Já estamos usando tantos eletrônicos no carro e confiamos nele. Esta será outra peça de eletrônica que será adicionada.
parag

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@idkfa Não cometa o erro de supor que um espelho é um plano plano no qual você deve se concentrar. Um espelho reflete a luz. Pense nisso mais como uma janela do que como uma tela. Um espelho a 1 metro do seu rosto, exibindo um carro a 17 centímetros do espelho, na verdade requer que seus olhos se concentrem a 6 metros de distância.
Ogre Psalm33

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@ OgrePsalm33: Um importante corretor para o fato de a imagem virtual de um espelho estar atrás do espelho (e a curvatura do espelho resultar em uma distância diferente da do objeto real) é que a percepção de profundidade também funciona para o observador com visão estéreo . Talvez isso seja mais importante que a fadiga ocular associada à distância focal.
Ben Voigt

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Os sistemas de câmeras digitais com telas de LCD impõem latência de pelo menos um quadro nas imagens. Ótimo para câmeras de estacionamento em movimento lento, talvez um problema em alta velocidade. Um objeto movendo-se a 60 mph mostrado através de uma câmera de 30 qps com uma latência de 1 quadro está a 1 metro de distância de onde parece estar.

(As telas CRT com câmeras de TV analógicas que não possuem digital no caminho do sinal são praticamente a única maneira de evitar isso, o que seria um sistema absurdamente volumoso.)

Acertar o brilho da tela pode ser um problema ao dirigir à noite. O brilho e o contraste precisam ser aproximadamente os mesmos do ambiente, caso contrário, ter um espelho retrovisor brilhante seria uma distração. Enquanto um espelho mostra o mesmo nível de iluminação ambiente que olha para a frente através do para-brisa.

FoV e distorção também podem ser um problema. Os objetos apareceriam de maneira diferente. Isso tem um benefício potencial - a eliminação do ponto cego -, mas exigiria reaprendizagem.

Nota sobre o foco: quando você focaliza um objeto no espelho, está focando na distância aparente , não na distância do espelho. Portanto, para um espelho a 1 metro de distância dos olhos, olhando para um carro a 20 metros atrás do espelho, você está focando em 21 metros. Isso não é verdade para telas.


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Os CRTs têm o mesmo problema. Na verdade, eles têm uma latência muito maior, devido ao fato de seus quadros serem muito mais longos - um LCD típico é de cerca de 60 Hz, enquanto um CRT típico é entrelaçado de 24 Hz (metade da imagem é atualizada a cada 1/12 de um segundo). Isso é facilmente visto quando você aponta a câmera para a sua TV (embora hoje seja difícil encontrar uma câmera analógica para usar com uma TV analógica :)). O LCD não implica uma conexão digital, e uma conexão digital não precisa implicar em uma latência mais alta em comparação com o analógico - você ainda está empurrando uma imagem 2D através de uma linha 1D.
Luaan 16/03/16

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Na verdade, é principalmente o oposto. Um CRT entrelaçado tem uma taxa de campo que é o dobro da taxa de quadros nominal (60 campos / segundo vs 30 quadros / segundo ou 50 campos / segundo vs 25 quadros / segundo). O FILM tradicionalmente tem uma taxa de quadros de 24FPS (embora alguns programas de TV da década de 1990 ... antes da existência de câmeras HD acessíveis, embora todo mundo soubesse que o HD estava chegando ... filmava a 30FPS ou 25FPS. Star Trek: TNG e Friends são bons exemplos de esta). Em teoria, um LCD não precisaria ter mais latência que um CRT ... mas, no mundo real, os LCDs com controladores comuns adicionam pelo menos 1 ou 2 quadros de latência.
Bitbang3r

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@Luaan, diga isso ao meu monitor de computador de 160 Hz CRT.
Mark

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Além disso, se alguém estiver se aproximando de você na sua velocidade + 60 mph, será muito difícil estimar a distância com precisão de 1 metro, mesmo através de um espelho comum.
Dmitry Grigoryev

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@Luaan Primeiro, o aviso é realmente o oposto do que você diz: os objetos no espelho estão mais próximos do que parecem . E segundo, esse aviso existe exatamente porque os espelhos do carro não são planos . Como um espelho plano faria o objeto parecer mais distante?
Dmitry Grigoryev

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As câmeras são usadas como espelhos retrovisores, simplesmente não nos carros de passeio convencionais. Por exemplo, veja como a visão traseira é feita em bondes: insira a descrição da imagem aqui

Além da melhor resistência ao vento que você mencionou, as câmeras permitem reduzir os custos de manutenção. Os veículos sem espelhos externos podem ser facilmente lavados por estações de lavagem automatizadas. Em bondes mais antigos com espelhos, a cabine geralmente precisa ser lavada manualmente.

Outro aspecto importante é a sensibilidade do infravermelho, que permite o uso de câmeras no escuro, onde os espelhos seriam ineficientes.

Para resumir, é realmente possível substituir espelhos de carro por câmeras, mas isso não é feito por razões práticas.


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Lembro-me de que uma vez eu estava dirigindo um bonde e tive que mudar abruptamente de faixa ...
AS

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@AS Você se lembra do momento em que estava prestes a fechar as portas e viu um garoto enfiando a cabeça para fora?
Dmitry Grigoryev

2
Bom exemplo, mas apenas ressalta diferenças fundamentais na maneira como os espelhos são usados ​​em carros versus bondes. Vejo câmeras em vez de espelhos serem vantajosas para bondes, mas não para carros.
AS

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@ Sim, eu concordo totalmente. Os carros realmente não precisam de visão de RI, e o preço dos bondes não é afetado por milhares de milhares de qualquer maneira.
Dmitry Grigoryev

2
@conforme combinado. isso destaca algumas diferenças entre carros e bondes, mas a pergunta é específica sobre carros. os bondes são um caso de uso completamente diferente, com seus próprios conjuntos de requisitos e realmente não devem ser comparados aos carros ... não é muito viável / prático colocar uma cadeia de espelhos (potencialmente articulados) para tentar ver a parte de trás. .. gostaria downvote esta resposta se eu pudesse simplesmente porque é off-topic
Agent provocateur

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Todos os pontos mencionados por outros são fatores, mas a resposta verdadeira (acredito) é:

Por que câmeras (e, obviamente, monitores) não são usadas em vez de espelhos?

A lei (regulamentos sobre automóveis de rua) afirma que você precisa de espelhos.

A lei provavelmente não será alterada para excluir espelhos físicos porque:
como freios a motor e sistemas de direção hidráulica, é necessário que haja uma conexão física sempre disponível para acionar os freios e a direção no caso de qualquer falha eletrônica ou de componente por motivos de segurança . Ele deve ser um "auxiliar" de energia, pois ele só pode "auxiliar" a conexão mecânica existente para facilitar a atuação do motorista e não substituí-lo completamente.
No caso de qualquer falha nos controles do sistema ou nos componentes eletrônicos, o motorista ainda tem a capacidade de acionar os freios e a direção (embora exija muito mais esforço do que antes).

Então, basicamente: as câmeras e a tela são a "assistência" eletrônica e os espelhos são os dispositivos físicos à prova de falhas.

Quando se trata de direito, a segurança sempre vem em primeiro lugar, então os agradáveis ​​opcionais podem ter em consideração, como câmeras e monitores ou sistemas assistidos por energia.

Essa tecnologia existe? Se existe, por que não é amplamente utilizado?

Definitivamente, a tecnologia existe, mas a durabilidade e a confiabilidade (com relação ao custo-benefício no nível do consumidor) é onde ainda estamos lutando. Especialmente para uso automotivo, o que significa condições relativamente difíceis do dia-a-dia. Leva anos para testar novos sistemas e aprová-los para uso em automóveis.
Normalmente, quando vidas humanas estão em risco, temos sistemas redundantes duplos ou triplos, dependendo da gravidade. O espelho físico serve como um sistema redundante (manual).


O link fornecido pelo @idkfa fornecerá ótimas informações, além de outras respostas incorretas que serão desnecessariamente aprovadas.
parag

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@parag pessoalmente, eu não gosto desse artigo porque não afirma nada concreto. apenas afirma como certos fabricantes gostariam de mudar as leis, mas não há cronograma, estado de progresso ou probabilidade. O que é concreto é a lei e as razões para tornar a lei do jeito que é, determinada principalmente por fatores de segurança. A segurança vem em primeiro lugar, ENTÃO é bom ter opções opcionais (como poder usar uma câmera e um monitor).
agent provocateur

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Eu esperaria que a lei vai mudar para já não necessitam de espelhos físicas, da condição do carro dirigido por um computador.
gerrit 16/03

@gerrit, se "sendo conduzido por um computador" for testado e aprovado com segurança durante anos de teste. uma vez (se) isso acontecer, isso abrirá o "portão" para muitas atualizações em potencial controladas eletronicamente, como câmeras / monitores etc., uma vez que um carro movido a computador é muito mais avançado e provavelmente possui muitos outros modos de falha, eu pessoalmente acho que se chegarmos perto de aprovar carros controlados por computador, provavelmente já teremos outras coisas, como substituições de câmeras / monitores, aprovadas (ou próximas de serem aprovadas).
agent provocateur

Sua afirmação de que o motorista sempre pode controlar o carro "em caso de falha nos controles do sistema ou nos componentes eletrônicos" está errada. Por exemplo, existe um modo de falha para o sistema ABS / ESC, no qual o computador pode comandar as válvulas para isolar todos os freios do cilindro mestre de freios e possivelmente liberar toda a pressão dos freios. Isso resulta em um pedal de freio "rígido" e perda total de controle sobre os freios.
Dasdonesin1

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Substituir todos os espelhos dos carros por câmeras não é uma boa ideia. Tudo o que faz é adicionar um custo desnecessário ao veículo, e as câmeras não seriam tão boas quanto um espelho comum.

Os espelhos de automóveis existentes fazem seu trabalho muito bem. Eles exigem eletricidade zero para operar e funcionam quando o veículo está completamente desligado. Os espelhos também são muito resistentes ao desgaste normal. Eles não quebram, exibem imagens erradas e até funcionam um pouco quando estão quebrados.

Por outro lado, as câmeras e suas telas correspondentes são muito mais inferiores a um espelho padrão. Eles são muito mais facilmente sujeitos a danos. Em um veículo, os componentes eletrônicos sensíveis podem falhar ao longo do tempo devido a tensões como vibrações constantes. As conexões podem se soltar, etc. O uso de câmeras pode ser um pouco desorientador. As telas normalmente não estariam em um local conveniente ou lógico. Pode ser perigoso, porque o motorista está olhando para uma tela no cockpit, em vez de olhar ao redor do carro, e tem uma falsa sensação de segurança. Qualquer pessoa que possua uma câmera de backup sabe que ela se torna inútil se estiver obstruída. Basta um pequeno grão de sujeira para bloquear efetivamente a vista. A maior desvantagem das câmeras é que elas não funcionam quando o veículo é desligado. Quando um veículo está estacionado em uma cidade, Normalmente, o motorista verifica o espelho para garantir que é seguro sair do veículo. Se o veículo estiver estacionado e desligado, eles perderão a capacidade de verificar o tráfego e podem resultar em ferimentos ou perda de vidas.

As câmeras são ótimas para certos fins. A câmera de backup é muito útil porque permite ver objetos que não são visíveis nos espelhos padrão. Permite ver quanto espaço há atrás de você e é muito útil ao estacionar e também anexar reboques. Pude ver outros usos para câmeras em veículos como caminhões grandes. Os reboques de tratores, especialmente, têm pontos cegos muito grandes. O maior ponto cego está no lado do passageiro, que às vezes é chamado de "zona não". Quando os veículos passam por caminhões à direita, geralmente o motorista não consegue ver onde estão. A adição de câmeras ajudaria a reduzir bastante o número de pontos cegos e poderia resultar na redução de acidentes.


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Simplificando, o uso das câmeras funcionará 99% do tempo, mas elas ainda podem falhar em certos cenários (por exemplo, condições meteorológicas extremas, mau funcionamento, câmera com bloqueio / obstrução de objetos etc.), enquanto os espelhos podem ser usados ​​em qualquer situação, além de reduzirem o nível de distração.


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Além de outras boas razões já mencionadas: como o olho e o cérebro têm uma faixa dinâmica melhor do que a maioria das câmeras convencionais

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