技術正在改變汽車行業，以創造更安全、更舒適的駕駛體驗。車載攝像頭連接是一項關鍵的支持技術，預計到 2024 年，每輛車平均配備四個攝像頭。該行業面臨的一個重大挑戰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。它提出了一種優化的解決方案，可提供出色的視頻性能，同時實現低成本的線束。

介紹

汽車攝像頭連接對于攝像頭應用來說是一項重要的成本增加，但它實現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管需求的響應，到 2024 年，每輛車平均將配備四個攝像頭 [1]。環視監控 (SVM)、駕駛員狀態監控 (DSM) 和行車記錄等新應用處于相機技術爆炸式增長的前沿。SVM 和后視攝像頭可實現更安全的停車。DSM 攝像頭用于監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 和行車記錄儀是聯合國關于自動車道保持系統 [2] (ALKS) 的規定，該規定于 2021 年 1 月生效。60 多個國家/地區已采用 ALKS，它利用 3 級車輛自動化（要求駕駛員能夠在請求時恢復駕駛的自主功能）將車輛保持在其行駛車道內。DSM 也是 Euro NCAP 2020 輔助駕駛評級系統的基本要求。 [3] 汽車制造業已經是全球負債最重 [4] 和利潤率最低的行業之一。該行業面臨的挑戰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] 汽車制造業已經是全球負債最重 [4] 和利潤率最低的行業之一。該行業面臨的挑戰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] 汽車制造業已經是全球負債最重 [4] 和利潤率最低的行業之一。該行業面臨的挑戰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 攝像頭系統在停車時提供汽車外部的 360° 視野。這些系統有助于降低低速事故的風險，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 是相機應用程序的一個很好的例子，它可以挽救生命并創造一流的駕駛體驗。SVM 還為汽車攝像頭系統的性能成本分析做了一個有趣的案例研究。每個 SVM 系統使用四個攝像頭來創建全景視圖。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，導致汽車原始設備制造商增加數百萬美元的系統成本。業界面臨一個重大問題：攝像頭的哪種視頻接口可以提供優化的成本點？

堅持使用 SD 解決方案不是一種選擇

標準清晰度（SD）攝像機已在大多數汽車攝像機設計中使用多年。他們使用低成本的電纜和連接器基礎設施來最小化支持向量機模塊的系統成本。然而，SD攝像機系統通常僅符合100 mA大電流注入（BCI），目前大多數原始設備制造商需要200 mA BCI性能。隨著座艙內顯示器尺寸的增加，SD的視覺性能變得令人反感。SD視頻（720×480）尺寸非常小，需要縮放以適應現代汽車顯示器（例如1920×720）。縮放涉及插值或創建新像素來填充空間。該插值過程會導致許多視覺偽影，例如，包括對角線上的鋸齒。消費者已經習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 是一種數字串行傳輸方案，可將視頻從攝像頭準確傳輸到電子控制單元 (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，以支持自適應巡航控制、物體檢測、交通標志識別和防撞。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的穩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，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 實現領先的技術解決方案

另一種選擇是使用專門設計用于解決這些汽車挑戰的技術。車載攝像頭總線 (C 2 B) 是一種車載高清攝像頭鏈接技術，具有與 LVDS 接口無法區分的性能。C 2 B 通過低成本的 UTP 線束實現高清性能，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非常低的線束成本。此外，汽車 OEM 正在其現有 UTP 線束上使用 C 2 B 視頻接口，以在從標清攝像機過渡到高清攝像機時降低成本。優化的視頻編碼、差分信號和內部過濾確保 C 2B 在 UTP 基礎設施上提供最強大的 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光照條件優化相機性能——明顯優于 NTSC 相機。C 2 B 較低的系統成本使汽車 OEM 能夠在入門級和中級車輛中實現高清攝像頭分辨率。

表 1. 技術比較

結論

C 2 B 是一款適用于汽車行業的優雅解決方案，以適合大眾市場的系統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的機會，并允許實施安全關鍵系統，以造福所有交通參與者。

參考

ADAS 車輛 2020 的傳感和計算。” Yole 發展，2020 年。

“聯合國關于自動車道保持系統的法規是在交通中安全引入自動駕駛車輛的里程碑”聯合國歐洲經濟委員會，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。“冠狀病毒會引發企業債務危機嗎？”金融時報，2020 年 3 月。

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

審核編輯 黃昊宇