具有成本效益的摄像头与汽车摄像头巴士连接

文章作者:保罗·斯莱特里

技术正在改变汽车行业，以创造更安全、更舒适的驾驶体验。汽车摄像头连接是关键的实现技术，预计到2024年，每辆车平均将配备4个摄像头。该行业面临的一个重大挑战是如何在不增加成本的情况下增加额外的摄像头。本文从成本和性能方面研究了不同的汽车摄像头接口。它提出了一个优化的解决方案，提供卓越的视频性能，同时启用低成本的线束。

介绍

汽车摄像头连接是相机应用的一个重要成本增加，但它实现了新的安全和舒适功能。最新的市场研究估计，到2024年，每辆车将平均配备4个摄像头，以满足消费者和监管要求。环绕视图监测(SVM)、驾驶员状态监测(DSM)和驾驶记录等新应用是这一相机技术爆炸性增长的前沿。支持向量机和后视镜使停车更安全。DSM摄像头用于监控司机的位置和眼球运动，以检测和防止司机分心。驾驶记录仪是用来记录交通事故的。联合国关于自动车道保持系统[2](ALKS)的法规于2021年1月生效，规定DSM和驾驶记录摄像机是强制性的。目前已有60多个国家采用了ALKS。ALKS利用3级自动驾驶技术(自动驾驶功能，要求驾驶员在需要时可以恢复驾驶)，使车辆保持在车道内。DSM也是Euro NCAP 2020辅助驾驶评级系统的基本要求汽车制造业已经是全球负债最重、利润最低的行业之一。 The challenge for the industry is how to provide the required camera performance without adding significant cost.

支持向量机的摄像头系统提供了一个360°的视角周围的汽车停车时。这些系统有助于降低低速事故的风险，特别是行人和盲人。在亚洲国家，多达70%的车辆将安装支持向量机，那里拥挤的街道和狭小的停车位使停车特别困难。SVM是一个很好的例子，它可以拯救生命，创造一流的驾驶体验。SVM也为汽车摄像机系统的性能成本分析提供了一个有趣的案例研究。每个支持向量机系统使用四个摄像机来创建全景视图。高清摄像机通常使用同轴电缆，这是昂贵的，沉重的，很难通过狭小的空间。使用同轴电缆线束的svm需要昂贵的同轴电缆连接器，给汽车oem带来数百万美元的额外系统成本。该行业面临着一个重要的问题:从摄像头的视频界面提供了最佳的成本点?

使用SD解决方案不是一个选择

标准清晰度(SD)摄像机已在大多数汽车摄像机设计中使用多年。万博投注网址他们使用低成本的电缆和连接器基础设施，以最小化支持向量机模块的系统成本。然而，SD相机系统通常只符合100ma的体积电流注入(BCI)，而大多数oem目前要求200 mA BCI性能。随着舱内显示器尺寸的增加，SD的视觉性能变得令人讨厌。SD视频(720 × 480)是非常小的尺寸，需要缩放以适应现代汽车显示器(例如，1920 × 720)。缩放包括插入或创建新的像素来填充空间。这个插值过程会导致许多视觉伪影，例如，对角线上的锯齿。消费者已经习惯了智能手机的高清摄像头性能，而SD摄像头性能已不再被接受。尽管SD视频提供了一种非常低成本的解决方案，但由于有限的EMC/I (BCI)和视频性能，许多oem计划到2025年淘汰所有型号的SD摄像机。

LVDS是一个昂贵的选择

低压数字信令（LVDS）相机链路提供高性能，尽管汽车高清摄像机昂贵的解决方案。LVDS是一种数字串行传输方案，并准确地将视频从相机传输到电子控制单元（ECU）。LVDS相机解决方案非常适合高端，前置摄像头4至8万像素。前置摄像机需要汽车相机中的最高视频分辨率，以支持自适应巡航控制，对象检测，交通标志识别和碰撞避免。LVDS使用高带宽，并需要屏蔽电缆通过汽车EMC和EMI测试。LVDS链接通常使用Coax和Mini-Coax电缆。这些电缆的弯曲比和鲁棒性对许多弯曲循环使得这些电缆的可制造性成为汽车OEM的问题 - 例如，当通过门铰链的电缆布置到镜子上安装相机，或者在车辆的天花板上进行乘员感测，甚至在用于视频会议的前排座椅的背面。同轴电连接器的成本使高清摄像机连接能够进入中端车的昂贵。

图1所示。车载C2B的摄像头和连接器。(来源:模拟设备)

C2B提供领先的技术解决方案

另一种选择是使用专门设计的技术来解决这些汽车挑战。C²B)是一种汽车高清摄像头连接技术，与LVDS接口性能难以区分。C²B通过低成本的UTP线束实现高清性能，消除了昂贵的同轴连接器的需要。C²B可以在线束中使用块连接器，使线束成本非常低。此外，汽车制造商也在使用C²B视频接口在他们现有的UTP电缆线材，以降低成本时，从SD相机过渡到高清相机。优化的视频编码、差分信令和内部滤波保证了C²b在UTP基础架构上提供最强大的EMC性能，包括一致性到200 mA BCI测试。同一双绞线上的高速背面通道使远程控制C²来自ECU的B摄像头。背向通道允许制造商优化基于照明条件的相机性能-一个明显的改进，超过NTSC相机。C²B较低的系统成本，使得汽车厂商可以在入门级和中级车型上实现高清摄像头分辨率。

表1.技术比较

功能/技术	NTSC	C2B	lvds.
高速信息联络	✘	✓	✓
高清分辨率	✘	✓	✓
低成本的线束	✓	✓	✘

结论

C²B是汽车行业的一个优雅的解决方案，以可持续的系统成本为大众市场提供最好的高清相机性能。C²B为所有车辆提供实施摄像头系统的机会，并允许实施安全关键系统，以使所有交通参与者受益。C²B技术,访问Analim.com/c2b.，Analum.com/POV7992.，analog.com/ADV7382,或analog.com/ADV7383．

参考

1. ADAS车辆2020的传感与计算Yole Développement, 2020。
2. ”《联合国自动车道保持系统条例》是自动车辆在交通中的安全引入的里程碑联合国欧洲经委会，2020年6月。
3. ”2020年辅助驾驶考试:2020年的新趋势?Euro NCAP, 2020。
4. 安德鲁·埃奇克利夫-约翰逊，佩吉·霍林格，乔·雷尼森，罗伯特·史密斯。”新冠肺炎是否会引发企业债务危机?”金融时报》, 2020年3月。
5. Pandey, Anchal。”美国国家运输安全委员会建议对司机进行监控。“PathPartner，7月2020年。

这篇文章最初发表于嵌入式．

保罗Slattery是一个战略营销经理，具有模拟设备的汽车连接和传感组。保罗在2016年加入营销团队之前在应用程序和产品工程中工作。保罗对汽车连接解决方​​案进行了深入了解，并帮助定义了C²B产品组合。Paul获得了爱尔兰利默里克大学(University of Limerick)的工程学学士学位和工商管理硕士学位。可以通过paul.slattery@analog.com.．