دوربین به جای آینه در خودروها، مزایا و معایب آن چیست و صنعت خودرو چه برنامه‌ای برای آن دارد؟

با پیشرفت تکنولوژی و به ویژه دوربین‌ها و نمایشگر‌ها، تدریجاً در خودروها هم سعی در استفاده از دوربین و نمایشگر به جای آینه می‌شود. دپارتمان وسایل نقلیه هم برای گسترش استفاده از دوربین در خودروها حکمی مبنی بر استفاده از دوربین‌های سمت عقب در تمام ماشین‌هایی که از تاریخ ماه می سال 2018 به بعد ساخته می‌شوند صادر کرده است. کمتر از 4 سال با عمومیت پیدا کردن دوربین در اتومبیل‌ها فاصله داریم.

اخیراً تسلا هم برای استفاده از دوربین به جای آینه‌های کناری از رگولاتورها درخواست کرده و در عین حال سازندگان بزرگی مثل نیسان و لندرور برای استفاده از دوربین در بخش‌های مختلف ماشین‌ها و SUVهای خود تلاش می‌کنند و به دنبال راه‌هایی برای استفاده‌ی بهینه از دوربین جهت افزایش دید راننده و آگاهی وی هستند.

استفاده از روش قدیمی سه آینه برای دید کامل راننده نسبت به تکنولوژی دوربین‌ها به نظر قدیمی می‌رسد و در واقع دوربین مزایای مختلفی نسبت به آینه دارد ولی سازندگان برای تغییر روش خود مشکلاتی دارند و به زمان کافی نیاز دارند. در ادامه 6 مورد از مهم‌ترین مزایای دوربین نسبت به آینه را مورد بررسی قرار می‌دهیم.

اگر تابحال هنگام رانندگی دست خود را از پنجره‌ی خودرو به بیرون نبرده‌اید، در فرصتی مناسب این کار را انجام دهید تا اثر باد و نیروی درگ را حس کنید. البته مراقب ترافیک ماشین‌ها باشید چرا که کار خطرناکی است. نیروی درگ، نیرویی است که سیالی مثل هوا به جسمی که در آن حرکت می‌کند وارد کرده و از حرکت آزادانه‌ی آن ممانعت به عمل می‌آورد.

آینه‌های کوچکی که در کنار ستون‌های A یا به عبارتی کنار دو ستون کنار پنجره‌ی جلوی خودرو قرار دارند، کوچک هستند اما به هر حال در افزایش نیروی مقاوم، عملکرد موتور و در نهایت افزایش مصرف سوخت موثرند. با استفاده از دوربین به جای آینه، مصرف سوخت کاهش پیدا می‌کند.

شاید آینه‌ها کوچک باشند اما 3 تا 6 درصد نیروی درگ به آینه‌ی خودرو مربوط است. البته این تخمین تسلا است و در ضمن با کاهش 3 الی 6 درصدی درگ، مصرف سوخت هم در این حد کمتر نمی‌شود چرا که اصطکاک جاده و مجموعه‌ی سیستم محرکه‌ی خودرو هم در مصرف سوخت نقش دارد. در واقع می‌توان اینطور تخمین زد که سدانی مجهز به دوربین و بدون آینه، در بزرگراه‌ها که سرعت و نیروی درگ بیشتر است، با مصرف یک گالن سوخت، مسافتی در حدود 38 الی 40 مایل را طی می‌کند. مثال دیگر EV است که به جای 85 مایل، مسافت 100 مایل را طی می‌کند.

نکته‌ی جالب توجه در مورد خودروی معروف نیسان لیف، علت طراحی لامپ‌های قورباغه‌ای شکل سمت جلو است. طراحی این لامپ‌ها به گونه‌ای انجام شده که جریان هوای اطراف آینه‌ها طوری شکل بگیرد که درگ کمک شده و بازدهی خودرو افزایش یابد.

بحث درگ که در مورد آینه‌های کناری مطرح شد، علاوه بر مصرف سوخت در تولید صدا هم مصداق دارد.

وقتی جریان هوا با برخورد به سطح آینه‌های کناری شکسته می‌شود، جریان مغشوشی که اصطلاحاً توربولنت نامیده شده، ایجاد می‌شود که خود موجب ایجاد صدا خواهد شد. سازندگان خودرو تلاش زیادی در جهت طراحی بهتر آینه‌های بقل کرده‌اند. سطح جلوی آن را کاهش داده‌اند و طراحی آن را به شکل ایرودینامیک انجام داده‌اند. حتی سطوح اضافی برای کاهش تلاطم جریان هوا اضافه کرده‌اند. اما استفاده از دوربین‌های بسیار کوچک، ساده‌ترین و موثرترین راه است.

بیشتر افراد در تنظیم زاویه‌ی آینه‌های بقل مشکل دارند. توصیه‌ی حرفه‌ای‌ها این است که اگر دستگیره‌ی درب‌های خودرو در آینه دیده می‌شود، بدانید که زاویه‌ی آینه‌ها خوب نیست.

دوربین‌ها مشکل اساسی آینه را ندارند چرا که بر خلاف آینه از هر نقطه‌ای که به نمایشگر نگاه کنیم، تصویر یکسان است. بنابراین سازنده‌ی خودرو به تنظیم زاویه‌ی آن می‌پردازد. در مورد آینه بسته به اینکه سر راننده از چه نقطه‌ای به آینه نگاه می‌کند، دید وی متفاوت خواهد بود و لذا سازنده می‌بایست آینه را به شکلی طراحی کند که زاویه‌ی آن قابل تنظیم باشد.

مزیت دیگر دوربین‌ها امکان استفاده از لنز‌های واید یا زاویه باز است که نسبت به آینه‌های معمولی، زاویه دید بالاتری دارند. حتی می‌توان با استفاده از روش‌های نرم‌افزاری، خطوط راهنما را هم به تصویر دوربین اضافه کرد. مثلاً Honda LaneWatch که فواصل را علامت‌گذاری می‌کند و به راحتی می‌توان متوجه شد که اشیاء در چه فاصله‌ای قرار دارند. لازم به ذکر است که در آینه‌ها و لنز‌هایی که زاویه دید بالا دارند، فاصله‌ی واقعی اجسام دچار تغییر می‌شود و به نظر می‌رسد که در فاصله‌ی کمتری قرار دارند.

با روش‌های نرم‌افزاری می‌توان به صورت خودکار در حالت حرکت به سمت عقب یا با فشار یک دکمه، ترکیب تصاویر دوربین‌ها را به صورت دید از بالا مشاهده کرد. در تصویر فوق نمونه‌ای از این روش که در آن به 4 دوربین نیاز است، نمایش داده شده.

نیسان یا اینفینیتی در Around View از چنین روشی استفاده می‌کنند که در هنگام پارک کردن خودرو نسبت به استفاده از تمام آینه‌ها، مفیدتر است.

بازتاب نور در آینه‌های خودرو همیشه مزاحم دید راننده می‌شود. چه بسا برای شما هم اتفاق افتاده باشد که راننده‌ی دیگری با تنظیم نادرست نور چراغ‌های جلو، مانع دید کامل شما شده است. یا مثلاً پشت چراغ قرمز توقف کرده‌اید و کامیون یا خودروی شاسی بلندی که پشت سر شما قرار داشته، با نور زیاد لامپ‌ها، دید شما را ضعیف کرده باشد. در مورد دوربین این مشکلات وجود ندارد چرا که نور نمایشگر از حد مشخصی بیشتر نمی‌شود و چشم شما را اذیت نمی‌کند.

نیسان به جای آینه‌ی وسط از Smart Mirror استفاده کرده که با فشار دادن یک دکمه، از یک نمایشگر برای دوربین سمت عقب به یک آینه‌ی معمولی تبدیل می‌شود.

با به کارگیری پردازش تصویر و پرتوگیری خودکار می‌توان درخشش منابع نور را کاهش داد و همچنین در محیط کم‌نور، کیفیت تصویر و به عبارتی کیفیت دید راننده را بهینه کرد. اگر مسافرینی که روی صندلی عقب نشسته‌اند، بلند قد باشند، با دوربین نیسان باز هم می‌توان دید خوبی داشت، اگر بار زیاد و حجیم پشت ماشین‌های هاش‌بک قرار گرفته باشد هم این مورد بسیار مفید واقع می‌شود.

بیشتر طرح‌های مفهومی ابتدایی در صنعت خودرو بدون آینه‌های بقل هستند، به عبارتی بیشتر طراحان آینه را رسم نمی‌کنند و یا آینه‌ای در طرح خود رسم می‌کنند که از نظر ابعادی برای دیدن محیط کافی نیست. علت این است که آینه‌ها اساساً ظاهر خودرو را زشت می‌کنند. اگر مسائل امنیتی نبود، احتمالاً هیچ کدام از ماشین‌های امروزی مجهز به آینه‌های بقل نمی‌شد.

علاوه بر این اگر آینه در خودرو وجود نداشته باشد، امکان طراحی خلاقانه برای طراحان بیشتر می‌شود.

اگر آینه‌های بزرگ از بدنه‌ی اصلی خودرو بیرون نزده باشند، احتمال تصادف و برخورد به دیوارها و خودروهای دیگر کاهش می‌یابد. شاید بسیاری از تصادفات ساده به خاطر این باشد که راننده توجه خود را معطوف آینه‌ها کرده تا به جایی برخورد نکنند. گاهی هنگام خروج از پارکینگ یا در کارواش آینه‌ها آسیب می‌بینند. اگه آینه وجود نداشته باشد، طبعاً آسیبی هم نمی‌بیند و احتمال تصادف‌های دیگر هم کاهش می‌یابد.

مهاجرت از آینه به دوربین از نظر سازندگان خودرو معایب و مشکلاتی هم دارد که باید بررسی و حل شود.

نقطه‌ی شروع این است که لنزها با گرد و خاک و کثیفی میانه‌ی خوبی ندارند. قطعاً ماژول لنز دوربین باید ضدآب باشد اما حتی اگر کاملاً ضد آب باشد هم به راحتی با جمع شدن یک قطره آب روی آن، کیفیت فیلم‌برداری و دید راننده دچار مشکل شدید می‌شود. آینه‌ها با استفاده از سطح بزرگ‌تری که دارند، مشکل را تا حدی حل می‌کنند. چه بسا دید دوربین سمت پشت خودروها به خاطر گل و کثیفی جاده به کلی از بین رفته باشد. البته برخی سازندگان به این نکته توجه کرده‌اند و موقعیت دوربین را به گونه‌ای انتخاب کرده‌اند که از گل و لای جاده در امان باشد. آب هم به سرعت از سطح لنز پاک شود. به هر حال خودروهای آینده از این نظر باید طراحی خوبی داشته باشند.

استفاده از دوربین به جای آینه، خودرو را از نظر الکترونیکی پیچیده می‌کند. هزینه‌ی تعمیر تجهیزات الکترونیک هم کم نیست. لذا سازندگان خودرو می‌بایست به پیچیدگی‌ها و هزینه‌ها هم توجه داشته باشند و پاسخ این سوال که در ذهن رانندگان نقش بسته را به خوبی بدهند: "اگر تجهیزات جدید آسیب ببیند و خراب شود چه کنیم" چرا که تعویض و تعمیر آینه نسبتاً ساده است.

تا زمانی که مسأله‌ی هزینه و پیچیدگی‌های تولید و تعمیر حل نشود، دوربین‌هایی مثل LaneWatch کمپانی Honda تنها به عنوان مکمل آینه‌ها کاربرد دارند.

در نهایت به موقعیت نمایشگر‌ها می‌رسیم، در حال حاضر بیشتر خودروهای مجهز به دوربین، یک یا دو نمایشگر بین بخش میانی داشبورد و بخش گیج‌ها و فرمان دارند. اگر قرار باشد دوربین جای آینه را بگیرد، هر دوربین باید نمایشگر اختصاصی خود را داشته و راننده همواره به آن دسترسی داشته باشد. آینه‌ی وسط ممکن است برای این هدف به کار برود ولیکن نمایشگر دومی هم باید روی داشبورد قرار بگیرد تا تصویر همه‌ی دوربین‌ها در آن واحد قابل بررسی باشد.

تا عمومیت پیدا کردن دوربین به جای آینه، احتمالاً خودروسازان روش‌ها و موقعیت‌های مختلفی برای استفاده از دوربین و نمایشگر در نظر می‌گیرند که ممکن است برخی مناسب و مفید باشد و برخی نادرست. اما آنچه قطعی است، جایگزینی آینه با تکنولوژی دوربین و نمایشگر است.