技術(shù)正在改變汽車行業(yè)，以創(chuàng)造更安全、更舒適的駕駛體驗。車載攝像頭連接是一項關(guān)鍵的支持技術(shù)，預(yù)計到 2024 年，每輛車平均配備四個攝像頭。該行業(yè)面臨的一個重大挑戰(zhàn)是如何在不增加車輛成本的情況下安裝額外的攝像頭。本文從成本和性能方面研究了不同的汽車攝像頭接口。它提出了一種優(yōu)化的解決方案，可提供出色的視頻性能，同時實現(xiàn)低成本的線束。

介紹

汽車攝像頭連接對于攝像頭應(yīng)用來說是一項重要的成本增加，但它實現(xiàn)了新的安全性和舒適性功能。最新的市場研究估計，隨著市場對消費者和監(jiān)管需求的響應(yīng)，到 2024 年，每輛車平均將配備四個攝像頭 [1]。環(huán)視監(jiān)控 (SVM)、駕駛員狀態(tài)監(jiān)控 (DSM) 和行車記錄等新應(yīng)用處于相機技術(shù)爆炸式增長的前沿。SVM 和后視攝像頭可實現(xiàn)更安全的停車。DSM 攝像頭用于監(jiān)控駕駛員的位置和眼球運動，以檢測和防止駕駛員分心。行車記錄儀用于記錄事故。DSM 和行車記錄儀是聯(lián)合國關(guān)于自動車道保持系統(tǒng) [2] (ALKS) 的規(guī)定，該規(guī)定于 2021 年 1 月生效。60 多個國家/地區(qū)已采用 ALKS，它利用 3 級車輛自動化（要求駕駛員能夠在請求時恢復(fù)駕駛的自主功能）將車輛保持在其行駛車道內(nèi)。DSM 也是 Euro NCAP 2020 輔助駕駛評級系統(tǒng)的基本要求。 [3] 汽車制造業(yè)已經(jīng)是全球負債最重 [4] 和利潤率最低的行業(yè)之一。該行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)是如何在不增加大量成本的情況下提供所需的相機性能。[3] 汽車制造業(yè)已經(jīng)是全球負債最重 [4] 和利潤率最低的行業(yè)之一。該行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)是如何在不增加大量成本的情況下提供所需的相機性能。[3] 汽車制造業(yè)已經(jīng)是全球負債最重 [4] 和利潤率最低的行業(yè)之一。該行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)是如何在不增加大量成本的情況下提供所需的相機性能。

SVM 攝像頭系統(tǒng)在停車時提供汽車外部的 360° 視野。這些系統(tǒng)有助于降低低速事故的風(fēng)險，尤其是行人和盲人。多達 70% 的車輛將在亞洲國家安裝 SVM，那里擁擠的街道和狹小的停車位使停車變得特別困難。SVM 是相機應(yīng)用程序的一個很好的例子，它可以挽救生命并創(chuàng)造一流的駕駛體驗。SVM 還為汽車攝像頭系統(tǒng)的性能成本分析做了一個有趣的案例研究。每個 SVM 系統(tǒng)使用四個攝像頭來創(chuàng)建全景視圖。高清攝像機通常使用昂貴、沉重且難以穿過狹小空間的同軸電纜。使用同軸電纜線束的 SVM 需要昂貴的同軸連接器，導(dǎo)致汽車原始設(shè)備制造商增加數(shù)百萬美元的系統(tǒng)成本。業(yè)界面臨一個重大問題：攝像頭的哪種視頻接口可以提供優(yōu)化的成本點？

堅持使用 SD 解決方案不是一種選擇

標(biāo)準(zhǔn)清晰度（SD）攝像機已在大多數(shù)汽車攝像機設(shè)計中使用多年。他們使用低成本的電纜和連接器基礎(chǔ)設(shè)施來最小化支持向量機模塊的系統(tǒng)成本。然而，SD攝像機系統(tǒng)通常僅符合100 mA大電流注入（BCI），目前大多數(shù)原始設(shè)備制造商需要200 mA BCI性能。隨著座艙內(nèi)顯示器尺寸的增加，SD的視覺性能變得令人反感。SD視頻（720×480）尺寸非常小，需要縮放以適應(yīng)現(xiàn)代汽車顯示器（例如1920×720）?？s放涉及插值或創(chuàng)建新像素來填充空間。該插值過程會導(dǎo)致許多視覺偽影，例如，包括對角線上的鋸齒。消費者已經(jīng)習(xí)慣了智能手機中高清攝像頭的性能，而SD性能不再是可以接受的。盡管SD video提供了一種成本非常低的解決方案，但由于EMC/I（BCI）和視頻性能有限，許多原始設(shè)備制造商計劃在2025年之前淘汰所有型號的SD攝像機。

LVDS 是一個昂貴的選擇

低壓數(shù)字信號 (LVDS) 攝像頭鏈路為汽車高清攝像頭提供了一種高性能但價格昂貴的解決方案。LVDS 是一種數(shù)字串行傳輸方案，可將視頻從攝像頭準(zhǔn)確傳輸?shù)诫娮涌刂茊卧?(ECU)。LVDS 攝像頭解決方案非常適合 4 到 8 兆像素的高端前置攝像頭。前置攝像頭需要汽車攝像頭中的最高視頻分辨率，以支持自適應(yīng)巡航控制、物體檢測、交通標(biāo)志識別和防撞。LVDS 使用高帶寬，需要屏蔽電纜才能通過汽車 EMC 和 EMI 測試。LVDS 鏈路通常使用同軸電纜和迷你同軸電纜。這些電纜的彎曲比和對許多彎曲循環(huán)的穩(wěn)健性使這些電纜的可制造性成為汽車 OEM 面臨的問題——例如，將電纜穿過門鉸鏈以將攝像頭安裝在后視鏡上，或安裝在車輛天花板上以進行乘員感應(yīng)，甚至安裝在前排座椅靠背上以進行視頻會議。同軸連接器的成本使得高清攝像機連接對于進入中端車輛來說非常昂貴。

圖 1. 汽車中 C2B 的攝像頭和連接器。（來源：ADI）

C2B 實現(xiàn)領(lǐng)先的技術(shù)解決方案

另一種選擇是使用專門設(shè)計用于解決這些汽車挑戰(zhàn)的技術(shù)。車載攝像頭總線 (C 2 B) 是一種車載高清攝像頭鏈接技術(shù)，具有與 LVDS 接口無法區(qū)分的性能。C 2 B 通過低成本的 UTP 線束實現(xiàn)高清性能，無需昂貴的同軸連接器。C 2 B 可以利用線束中的塊連接器來實現(xiàn)非常低的線束成本。此外，汽車 OEM 正在其現(xiàn)有 UTP 線束上使用 C 2 B 視頻接口，以在從標(biāo)清攝像機過渡到高清攝像機時降低成本。優(yōu)化的視頻編碼、差分信號和內(nèi)部過濾確保 C 2B 在 UTP 基礎(chǔ)設(shè)施上提供最強大的 EMC 性能，包括符合 200 mA BCI 測試。同一雙絞線上的高速反向通道可以從 ECU遠程控制 C 2 B 攝像頭。反向通道允許制造商根據(jù)光照條件優(yōu)化相機性能——明顯優(yōu)于 NTSC 相機。C 2 B 較低的系統(tǒng)成本使汽車 OEM 能夠在入門級和中級車輛中實現(xiàn)高清攝像頭分辨率。

表 1. 技術(shù)比較

結(jié)論

C 2 B 是一款適用于汽車行業(yè)的優(yōu)雅解決方案，以適合大眾市場的系統(tǒng)成本提供最佳高清攝像機性能。C 2 B 提供了為所有汽車實施攝像頭系統(tǒng)的機會，并允許實施安全關(guān)鍵系統(tǒng)，以造福所有交通參與者。

參考

ADAS 車輛 2020 的傳感和計算?！?Yole 發(fā)展，2020 年。

“聯(lián)合國關(guān)于自動車道保持系統(tǒng)的法規(guī)是在交通中安全引入自動駕駛車輛的里程碑”聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟委員會，2020 年 6 月。

“ 2020 年輔助駕駛考試：2020 年有什么新變化？” 歐洲 NCAP，2020 年。

安德魯·埃奇克利夫-約翰遜、佩吉·霍林格、喬·雷尼森和羅伯特·史密斯?！肮跔畈《緯l(fā)企業(yè)債務(wù)危機嗎？”金融時報，2020 年 3 月。

潘迪，安查爾。“美國 NTSB 推薦駕駛員監(jiān)控。” 路徑伙伴，2020 年 7 月。

審核編輯 黃昊宇