摘要

科技正在改變汽車行業(yè),，帶來更安全,、更舒適的駕駛體驗,。汽車攝像頭連接是一項關(guān)鍵的支持技術(shù),，預(yù)計到2024年，每輛汽車平均會配備4個攝像頭,。1而該行業(yè)面臨的一個重大挑戰(zhàn)就是如何在不顯著增加成本的情況下,，在車輛中額外再增配攝像頭。本文從成本和性能方面,，探討各種不同的汽車攝像頭接口,；并提出了一種優(yōu)化解決方案，可以提供出色的視頻性能,，同時支持使用低成本線束,。

簡介

汽車攝像頭連接的增加伴隨著應(yīng)用成本的大幅增加，但支持汽車實現(xiàn)新的安全和舒適性功能,。據(jù)最新的市場研究估計,，隨著市場響應(yīng)消費(fèi)者需求并遵循監(jiān)管要求，到2024年,，每輛汽車平均會配備4個攝像頭,。1在攝像頭技術(shù)的爆炸式增長浪潮中，環(huán)視監(jiān)控(SVM),、駕駛員狀態(tài)監(jiān)控(DSM)和行駛記錄(DVR)等都是發(fā)展前沿的一些新應(yīng)用,。SVM和后視攝像頭可以幫助提高停車的安全性。DSM攝像頭則用于監(jiān)測駕駛員的位置和眼球運(yùn)動,，以檢測并防止駕駛員注意力分散,。駕駛記錄攝像頭用于記錄事故過程,。聯(lián)合國《自動車道保持系統(tǒng)2 (ALKS)》法規(guī)強(qiáng)制要求采用DSM和駕駛記錄攝像頭,，這項法規(guī)已于2021年1月正式施行。已有60多個國家和地區(qū)采用ALKS,，該系統(tǒng)使用3級汽車自動駕駛（自動駕駛功能,，要求駕駛員在必要時重新接手駕駛）,，使汽車保持在預(yù)定的駕駛路線上。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)已是全球負(fù)債率最高4,、利潤最低的行業(yè)之一。該行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)是：如何在不大幅增加成本的情況下提供所需的攝像頭性能,。

SVM攝像頭系統(tǒng)可以在停車時,，提供車輛外部的360°環(huán)繞視圖。這些系統(tǒng)有助于降低發(fā)生低速事故的風(fēng)險,，特別是對于行人和有視覺障礙的行人,。亞洲國家和地區(qū)70%的車輛都將安裝SVM，在這些國家和地區(qū),，擁堵的街道和狹小的停車空間使停車尤為困難,。SVM這個攝像頭應(yīng)用示例很好地體現(xiàn)了它們在挽救生命和打造出色的駕駛體驗方面的作用。SVM也可以作為有趣的案例,，用于對汽車攝像頭系統(tǒng)開展性能-成本分析,。每個SVM系統(tǒng)使用4個攝像頭來創(chuàng)建全景視圖。高清攝像頭通常使用同軸電纜,，它們價格昂貴,、笨重，且很難部署到狹小空間中,。SVM使用同軸線束的話,，需要使用價格昂貴的同軸連接器，使得汽車OEM需要額外支付數(shù)百萬美元的車型成本,。汽車行業(yè)正面臨一大問題：攝像頭的哪個視頻接口能提供優(yōu)化成本點,？

依然使用SD解決方案不是一個好選擇

多年以來，大部分汽車攝像頭設(shè)計都使用標(biāo)清(SD)攝像頭,。它們使用低成本線纜和連接器,，以最大限度降低SVM模塊的系統(tǒng)成本。但是,，標(biāo)清攝像頭系統(tǒng)通常只能提供100mA大電流注入(BCI),，而如今大部分OEM都要求200mA BCI性能。隨著駕駛室內(nèi)的顯示屏尺寸增大,，標(biāo)清攝像頭系統(tǒng)的視頻性能不再令人滿意,。標(biāo)清視頻(720 × 480)的畫面非常小，需要縮放以適應(yīng)現(xiàn)代的汽車顯示屏大?。ɡ?920 × 720）,。縮放涉及插入或創(chuàng)建新像素來填充該空間,。插入過程會導(dǎo)致出現(xiàn)許多視覺偽影,，包括（例如）對角線上的鋸齒,。消費(fèi)者已經(jīng)習(xí)慣智能手機(jī)提供的高清攝像頭性能，無法再接受標(biāo)清性能,。雖然標(biāo)清視頻提供成本極低的解決方案,，但其有限的EMC/I (BCI)和視頻性能使許多OEM都計劃在2025年之前，在所有車型上棄用標(biāo)清攝像頭,。

LVDS實施成本高昂

低壓數(shù)字信號(LVDS)攝像頭鏈路為汽車高清攝像頭提供高性能但成本高昂的解決方案,。LVDS是一種數(shù)字串行傳輸方案，可以將視頻從攝像頭準(zhǔn)確地傳輸至電子控制單元(ECU),。LVDS攝像頭解決方案非常適合400-800萬像素的高端前置攝像頭,。在汽車攝像頭中，前置攝像頭要求最高的視頻分辨率,，以支持自適應(yīng)巡航控制,、目標(biāo)檢測、交通標(biāo)志識別和防撞,。LVDS使用高帶寬,，要求使用屏蔽電纜，以便通過汽車EMC和EMI測試,。LVDS鏈路通常使用同軸和微型同軸電纜,。這些電纜的彎曲率，以及經(jīng)歷多次彎曲的耐久性,，使得這些電纜的制造成為汽車OEM需要面對的一個問題,，例如，需要穿過門鉸鏈部署電纜,，以便將攝像頭安裝在鏡子上,，或安裝在車內(nèi)頂棚上，以實現(xiàn)乘客狀態(tài)監(jiān)測,，或者甚至安裝在前座椅背后以便進(jìn)行視頻會議,。同軸連接器的成本使高清攝像頭連接成本高昂，讓低端和中端車輛望而卻步,。

圖1.車載C2B的攝像頭和連接器

C2B支持實現(xiàn)領(lǐng)先的技術(shù)解決方案

一個替代選項是：使用專門設(shè)計的技術(shù)應(yīng)對這些汽車挑戰(zhàn),。車載攝像頭總線? (C2B?)是一種汽車高清攝像頭鏈路技術(shù)，其性能與LVDS接口難分伯仲,。C2B可以通過低成本UTP線束提供高清性能,，從而避免使用成本高昂的同軸連接器。C2B可以在線束中復(fù)用排插連接器來實現(xiàn)極低的線束成本,。此外,，汽車OEM將采用C2B視頻接口配合現(xiàn)有的UTP線束，以降低從標(biāo)清攝像頭升級為高清攝像頭的成本。C2B提供經(jīng)優(yōu)化的視頻編碼,、差模信號傳輸及內(nèi)部濾波，能夠憑借UTP基礎(chǔ)架構(gòu)實現(xiàn)分外穩(wěn)健的EMC性能,，包括符合200mA BCI測試要求,。通過同一雙絞線上的高速反向通道，可從ECU遠(yuǎn)程控制C2B攝像頭,。反向通道允許制造商基于照明條件優(yōu)化攝像頭性能,，這一點明顯優(yōu)于NTSC攝像頭。C2B的系統(tǒng)成本更低,，使汽車OEM能夠在低端和中端車型中實現(xiàn)高清攝像頭分辨率,。

表1.技術(shù)比較

結(jié)論

C2B是適用于汽車行業(yè)的一項出色解決方案，能夠以可持續(xù)的合理系統(tǒng)成本提供出色的高清攝像頭性能,，滿足大眾市場需求,。C2B使所有汽車都能夠配備攝像頭系統(tǒng)，支持部署安全關(guān)鍵型系統(tǒng),，為所有交通參與者帶來福音,。

參考資料

1 “2020年度ADAS車輛的檢測和計算?！盰ole Développement,，2020年。

2 “聯(lián)合國《自動車道保持系統(tǒng)》法規(guī)

是安全引入自動駕駛車輛的一大里程碑事件,?！盪NECE，2020年6月,。

3 “2020年輔助駕駛測試：2020年有何新進(jìn)展,？”Euro NCAP，2020年,。

4 Andrew Edgecliffe-Johnson,、Peggy Hollinger、Joe Rennison,、Robert Smith,。“新冠疫情是否會引發(fā)企業(yè)債務(wù)危機(jī)?”金融時報,，2020年3月,。

Pandey, Anchal?！懊绹鳱TSB建議使用駕駛員監(jiān)控系統(tǒng),。”PathPartner，2020年7月,。

作者簡介

Paul Slattery是ADI公司汽車連接和傳感產(chǎn)品部的戰(zhàn)略營銷經(jīng)理,，他于2016年加入營銷團(tuán)隊，在此之前,，曾任職于應(yīng)用和產(chǎn)品工程團(tuán)隊,。Paul非常了解汽車連接解決方案，并幫助定義了C2B產(chǎn)品系列,。他擁有愛爾蘭利默里克大學(xué)的工程學(xué)學(xué)士學(xué)位和工商管理碩士學(xué)位,。