1080P High-Definition-Kamera zur Überwachung des Verhaltens in Bussen, intelligente Nachtsicht-Weitwinkel-Infrarotkamera
Autokamera: Das Auge des autonomen Fahrens
Autokameras werden als "Augen des autonomen Fahrens" bezeichnet und sind die zentrale Sensorik im ADAS-System und im Bereich des autonomen Fahrens.Die Hauptfunktion der Bildinformation erfolgt durch die Linsen und Bildsensoren., der eine 360°-Sichtverständnis erreicht und die Mängel des Radars bei der Objekterkennung ausgleicht.Auto-montierte Kameras werden im Automobilbereich weit verbreitet und werden allmählich von der frühen Nutzung für Fahr Aufnahmen, Reverse Imaging,und Parkplatz-Surround-Ansicht zur intelligenten Fahrverhaltenserkennung im Cockpit und ADAS-gestütztem Fahren, mit immer vielfältigeren Anwendungsszenarien.Die derzeitige CR3 der weltweiten Automobilkameraindustrie beträgt 41%, wobei die zehn größten Unternehmen 96% des Marktanteils einnehmen.Das Highway Loss Data Institute (HLDI) prognostiziert, dass bis 2030 fast 50% der Autos mit ADAS-Technologie ausgestattet sein werden.Nach Angaben von ICVTank wird der Umfang der chinesischen Automobilkameraindustrie bis 2025 voraussichtlich 23 Mrd. EUR erreichen, wobei die jährliche Wachstumsrate in den nächsten fünf Jahren 30% betragen wird.Der weltweite Markt für Autokameras wird voraussichtlich von 11.2 Milliarden im Jahr 2019 auf 27 Milliarden im Jahr 2025 mit einer 5-Jahres-CAGR von 15,8%.Das automatische Fahren umfasst Wahrnehmung, Urteilsvermögen und Ausführung, und Wahrnehmung ist die Quelle des gesamten Prozesses und ein wichtiges Modul des automatischen Antriebssystems.Während der Fahrt des Fahrzeugs, wird das Wahrnehmungssystem die Informationen über die Umgebung in Echtzeit durch Sensoren erfassen, was den "Augen" eines autonomen Fahrzeugs entspricht,und kann dem Fahrzeug helfen, die Beobachtungsfähigkeit eines menschlichen Fahrers zu erreichen.In autonomen Fahrzeugen besteht das Wahrnehmungssystem hauptsächlich aus Sensoren wie Kameras, Millimeterwellenradaren und LiDAR (optional, hauptsächlich aus Angst davor, abgelenkt zu werden).Als Hauptsensor für die Wahrnehmung der Umwelt, die Kamera eine sehr wichtige Rolle bei der Erzielung einer umfassenden 360°-Sichtwahrnehmung spielt, die die Mängel des Radars bei der Objekterkennung ausgleicht,und ist dem menschlichen Sehvermögen am nächsten. Daher sind in Autos Kameras eines der Schlüsselgeräte im Bereich des autonomen Fahrens.
Was ist eine Kamera im Auto?Die Haupthardwarestruktur von Fahrzeugkameras umfasst optische Linsen (einschließlich optischer Linsen, Filter, Schutzfolien usw.), Bildsensoren, Bildsignalprozessoren (ISP), Serialisierer,VerbindungenDas schematische Diagramm seiner Struktur ist in der Abbildung dargestellt:
Anatomie eines auf dem Auto montierten Kamera-ModulsDas obige Bild zeigt die Anatomie von Kameramodulen, die üblicherweise in Autos verwendet werden.Es gibt eigentlich ein relativ einfaches Design von mehreren Schichten in der Mitte, in der Regel einschließlich der Sensorplatine des Sensors, der kleinen Platine des Bildprozessors und der Platine eines Serialisiers.Warum ein Serialisierer benötigt wird, ist, weil normalerweise der Bilddaten-Ausgabebus von Kamerasensoren oder ISPs Standard ist, charakterisiert durch eine hohe Geschwindigkeitsdurchfahrt, aber die Übertragungsbusdistanz ist kurz, ansonsten kann die Integrität des Signals nicht garantiert werden.Also müssen wir es auf das Fahrzeug auf Hochgeschwindigkeitsbus-Standards wie GMSL umwandeln, die für die Fernübertragung auf dem Fahrzeug geeignet sind,Also konvertiert das Kameramodul normalerweise zum Bus über eine SerientafelAußerdem können Koaxialkabel verwendet werden, um Module mit Strom zu versorgen und Bilddaten zu übertragen.Optische Linse: für die Fokussierung des Lichts und die Projektion von Objekten im Sichtfeld auf die Oberfläche des Bildmediums zuständig.mehrere Schichten optischer Linsen erforderlich sein könnenFilter können Lichtbänder filtern, die für das menschliche Auge nicht sichtbar sind, so dass nur die sichtbaren Lichtbänder der tatsächlichen Landschaft im Sichtfeld des menschlichen Auges bleiben.Bildsensor: Image sensors can use the photoelectric conversion function of photoelectric devices to convert the light image on the photosensitive surface into an electrical signal that is proportional to the light imageSie ist hauptsächlich in zwei Typen unterteilt: CCD und CMOS.ISP-Bildsignalprozessor: verwendet hauptsächlich die Hardware-Struktur zur Vorverarbeitung der RAW-Formatdaten der Bild- und Videoquelle-Eingabe durch den Bildsensor, die in YCbCr und andere Formate konvertiert werden kann.Es kann auch verschiedene Aufgaben wie Bildvergrößerung, automatische Belichtung, automatische Weißbilanz und automatisches Fokussieren ausführen.Serializer: Überträgt verarbeitete Bilddaten und kann zur Übertragung verschiedener Bilddatenarten wie RGB und YUV verwendet werden.Steckverbinder: verwendet, um eine feste Kamera zu verbinden.Auch die Fahrzeugkameras haben höhere Herstellungsprozesse und Anforderungen an die Zuverlässigkeit als Industrie- und Handelskameras.Aufgrund der Tatsache, dass Autos lange in rauen Umgebungen arbeiten müssen, Fahrzeugkameras müssen unter komplexen Arbeitsbedingungen wie hohen und niedrigen Temperaturen, starken Vibrationen sowie hoher Luftfeuchtigkeit und Hitze stabil arbeiten.Die wichtigsten Anforderungen an die Prozessfertigung sind wie folgt::
Prozessanforderungen für FahrzeugkamerasHochtemperaturbeständigkeit: Die auf dem Fahrzeug montierte Kamera muss in der Lage sein, im Bereich von -40 °C bis 85 °C normal zu arbeiten und sich an drastische Temperaturänderungen anzupassen.Erdbebenbeständigkeit: Fahrzeuge können beim Fahren auf unebenen Straßen starke Vibrationen erzeugen, daher muss die eingebaute Kamera verschiedenen Intensitäten von Vibrationen standhalten können.Anti-magnetisch: Wenn das Fahrzeug startet, erzeugt es extrem hohe elektromagnetische Impulse, die extrem hohe anti-magnetischeLeistung;Wasserdicht: Die Kamera sollte fest versiegelt sein, um eine normale Verwendung zu gewährleisten, auch wenn sie mehrere Tage lang in Regenwasser eingetaucht ist.Lebensdauer: Die Lebensdauer muss mindestens 8-10 Jahre betragen, um den Anforderungen gerecht zu werden.Ultra-Weitwinkel: Die seitliche Umgebungskamera muss ultra-Weitwinkel sein und einen horizontalen Blickwinkel von 135 ° aufweisen.Hohe Dynamik: Das Fahrzeug fährt mit hoher Geschwindigkeit, und die Lichtumgebung, auf die sich die Kamera konzentriert, ändert sich dramatisch und häufig.die CMOS der Kamera hohe dynamische Eigenschaften aufweisen muss;Niedriger Lärm: Er kann Lärm bei schlechten Lichtverhältnissen wirksam unterdrücken, insbesondere wenn seitliche und hintere Kameras benötigt werden, um auch nachts klare Bilder aufzunehmen.
Wichtige Parameter des intelligenten Frontkamera-Kopfes im FahrzeugEntfernung der ErkennungHorizontale BlickwinkelVertikaler BlickwinkelAuflösung - Wenn die Kamera gleichmäßig verteilte schwarze und weiße Streifen erfasst, die maximale Anzahl von Linien, die auf dem Monitor zu sehen sind (höher als die Auflösung der Kamera).Wenn die Anzahl der Zeilen diesen Wert überschreitetAuf dem Bildschirm ist nur ein grauer Bereich zu sehen, und schwarze und weiße Streifen sind nicht mehr zu unterscheiden.Mindeste Beleuchtung - bezieht sich auf die Empfindlichkeit des Bildsensors gegenüber Umgebungslicht oder das dunkelste Licht, das für die normale Abbildung durch den Bildsensor erforderlich ist. It is the illuminance value of the scene when the video signal level of the camera is lower than half of the maximum amplitude of the standard signal when the illumination of the subject gradually decreases.Signal-Rausch-Verhältnis - das Verhältnis der Ausgangssignalspannung zur gleichzeitigen Ausgangsrauschspannung;Dynamischer Bereich - Der Bereich, in dem die Helligkeitswerte der hellsten und dunkelsten Objekte innerhalb desselben von der Kamera aufgenommenen Rahmens Details normal darstellen können.Je größer der dynamische Bereich, desto größer ist der Grad, in dem zu helle oder zu dunkle Objekte auf demselben Bildschirm normal dargestellt werden können.
Was sind die Vorteile im Vergleich zur Radartechnologie1) Im Vergleich zum Millimeterwellenradar sind die Hauptvorteile der heutigen Kameras:Zielerkennung und Klassifizierung - Derzeit kann ein gewöhnliches 3D-Millimeterwellenradar nur erkennen, ob vor uns Hindernisse liegen,und die Größe und Kategorie der Hindernisse nicht genau bestimmen können■ beispielsweise verschiedene Arten der Spurerkennung, der Ampelerkennung und der Verkehrsschilderkennung;Erkennung des befahrbaren Raums, Trennung der sicheren Grenzen (Fahrbereiche) der Fahrzeugbewegung, hauptsächlich Trennung von Fahrzeugen, gewöhnlichen Straßenkanten, Bürgersteinkanten,sichtbare Grenzen ohne Hindernisse, und unbekannte Grenzen;Fähigkeit zur Erkennung horizontalisch sich bewegender Ziele, wie z. B. Erkennung und Verfolgung von Fußgängern und Fahrzeugen, die Kreuzungen überqueren;Position und Kartenbildung - also Technologie. Obwohl derzeit Millimeterwellenradar eingesetzt wird, ist die Technologie ausgereift und bietet mehr Anwendungsmöglichkeiten;2) Im Automatikantrieb ist das Laserradar der Kamera ähnlich, aber seine Vorteile sind:Fahrlichterkennung und VerkehrsschilderkennungKostenvorteil und hohe Reife von Algorithmen und TechnologienHohe Objekterkennungsrate
Derzeit sind die auf dem Fahrzeug montierten Kameras hauptsächlich in fünf Kategorien aufgeteilt, je nach Standort ihrer Installation: Front-View-Kameras, Surround-View-Kameras, Heck-View-Kameras, Seiten-View-Kameras,und eingebaute Kameras.
Frontbildkamera: hauptsächlich an der Frontwindschutzscheibe installiert, um während der Fahrt visuelle Wahrnehmung und Erkennungsfunktionen zu erreichen.Frontansicht Schmalwinkelkamera, und Front-Wandkamera nach ihren Funktionen.
Hauptkamera vorne: Diese Kamera wird als Hauptkamera im ADAS-System von L2 verwendet.und die Entfernung zur Erkennung beträgt im Allgemeinen 150-170 MeterDas Ausgabeformat der Kamera.
Vorwärtsgerichtete Weitwinkelkamera: Die Hauptfunktion dieser Kamera besteht darin, Objekte, die in der Nähe in der Ferne sind, zu erkennen, hauptsächlich in städtischen Straßenverhältnissen, bei niedrigem Fahrgeschwindigkeitsverhalten und anderen Szenen verwendet.Der Blickwinkel liegt zwischen 120 ° und 150 °.Nach der großflächigen Installation der 8MP-Objektive in nachfolgenden Fahrzeugen ist diese Kamera nicht mehr erforderlich.
Front-View-Schmalwinkelkamera: Die Hauptfunktion dieser Kamera besteht darin, Ziele wie Ampeln und Fußgänger zu erkennen.und Linsen um 30-40 ° können ausgewählt werdenDie Pixel dieses Objektivs sind im Allgemeinen die gleichen wie die der vorderen Hauptkamera.und kann im Allgemeinen bis zu 250 Meter oder sogar längere Entfernungen erkennen.
Nach der Installation einer 8MP Kamera kann die FOV der vorderen Hauptkamera 120 ° erreichen, was möglicherweise nicht mehr erforderlich ist.
Surround-Kamera: hauptsächlich um den Fahrzeugkörper herum installiert, wobei in der Regel 4-8 Kameras verwendet werden, die in vorwärts gerichtete Fisch-Auge-Kamera, nach links gerichtete Fisch-Auge-Kamera, nach rechts gerichtete Fisch-Auge-Kamera,und nach hinten gerichtete Fisheye Kamera. zur Anzeige der Panorama-Panoramaansicht sowie zur visuellen Wahrnehmung und Objekterkennung mit integrierter Parkfunktion verwendet;Die häufig verwendete Farbmatrix ist, weil es eine Notwendigkeit der Farbwiederherstellung.
Rücksichtkamera: in der Regel auf dem Kofferraum installiert, hauptsächlich zur Parkhilfe.
Seitenfrontkamera: An der B-Säule oder am Rückspiegel des Fahrzeugs installiert, beträgt der Blickwinkel dieser Kamera im Allgemeinen 90 ° -100 ° und die Detektionsdistanz etwa 80 m.Die Hauptfunktion dieser Kamera ist es, seitliche Fahrzeuge und Fahrräder zu erkennen..Seiten- und Rücksichtkamera: in der Regel an der Vorderflügel des Fahrzeugs installiert, der Blickwinkel dieser Kamera beträgt im Allgemeinen etwa 90 °, und die Detektionsdistanz beträgt ebenfalls etwa 80 Meter.Es wird hauptsächlich für Anwendungen in Szenen verwendet, wie z. B. Fahrzeugspurwechsel und Verschmelzung in andere Straßen.Eingebettete Kamera: hauptsächlich zur Überwachung des Fahrerzustands und zur Erzielung von Erinnerungen an Müdigkeit und anderen Funktionen.Unter ihnen ist der Preis der Front-View-Kameras relativ hoch, und der aktuelle Marktpreis liegt zwischen 300 und 500 Yuan; Die Preise anderer Kameras liegen bei etwa 150-200 Yuan.
Aus dem Plan können wir sehen, dass alle 8 Kameras mit dem Fahrsystem verbunden sind, das eng mit dem reinen autonomen Fahrplan verbunden ist, der ohne LiDAR gefördert wurde.Der größte Vorteil dieses Plans liegt in seiner hohen WirtschaftlichkeitDurch die Verwendung einer sehr kostengünstigen selbst entwickelten Kamera wurde ein Niveau des autonomen Fahrens erreicht.Der größte Vorteil dieser Lösung, die mehrere Kameras verwendet, ist ihre hohe Skalierbarkeit.Die autonome Fahrfunktion ist sehr gut kompatibel und skalierbar..Durch dieses Sensormodell wurde eine Ebene der autonomen Fahrfunktion mit einem guten Fahrerlebnis erreicht.einschließlich der sehr unverwechselbaren Funktion für autonomes Hochgeschwindigkeitsnavigationsfahren (NGP) und Parkplatzspeicherparken.Die S-Klasse ist ein Vertreter traditioneller OEM-Lösungen, und die binokulare Stereokamera ist der größte Vorteil der Mercedes-Benz S-Klasse.Fernsehkameras können die Bewegung des aktuell erkannten Ziels im X-Bereich berechnen., Y- und Z-Koordinaten, bestimmen die Haltung und den Typ des erkannten Ziels, und der Erlebnis-Effekt der ADAS-Funktion von Mercedes Benz auf der L2-Ebene ist ebenfalls besser als die anderen beiden.Bei der Analyse von Kamera-Lösungen für Massenmodelle fanden wir heraus, dass sie alle mittlere bis niedrige Pixelkameras verwenden, um autonome Fahrfunktionen zu erreichen.
Saitemei Security Electronics Co., Ltd. Kettengruppe der AutomobilkameraindustrieDie Kette der Automobilkameraindustrie umfasst hauptsächlich drei Hauptverbindungen: vorgelagerte Materialien, mittlere Komponenten und nachgelagerte Produkte.Vorgelagerte Materialien wie optische Linsen, Filter und Schutzfolien werden zur Herstellung von Linsenbaugruppen verwendet, während Wafer zur Herstellung von CMOS-Chips und DSP-Signalprozessoren verwendet werden.Montieren Sie die mittlere Linse, CMOS-Chips und Klebstoffmaterialien in Module und verpacken sie mit DSP-Signalprozessoren in Kameraprodukte.Auf dieser Stufe der Industriekette können Vorlieferanten bereits komplette Kameraprodukte an nachgelagerte Fahrzeug- oder erstklassige Lieferantenlieferanten liefern.Kameras und Software-Algorithmen zusammen bilden eine Lösung für Autokameras, die auf autonome Fahrzeuge angewendet wird.Derzeit sind die Unternehmen mit einem großen Marktanteil am Markt für Fahrzeugkameras alle weltweit führende Anbieter von Komponenten der ersten Stufe,und nachgelagerte Kunden umfassen im Wesentlichen die wichtigsten globalen Fahrzeughersteller.
CMOS hat das höchste Verhältnis zwischen Wert und Kosten bei Autokameras und erreicht 52%; Modulverpackungen machen 20% und optische Linsen 19% aus.
CMOS-ChipCMOS (CIS-Sensor) ist die beliebteste lichtempfindliche Komponentenlösung für Automobilkameras.aber es ist kostengünstiger und energieeffizienter, so dass es im Bereich der in-Car-Kameras mit niedrigen Pixel-Anforderungen weit verbreitet ist.
Grundstruktur von BildsensorenDer Bildsensor ist in einen lichtempfindlichen Bereich (Firecore), Binddrähte, einen inneren Stromkreis und ein Substrat aus der Erscheinung unterteilt.Das lichtempfindliche Gebiet ist ein einzelnes Pixel-Array, das aus mehreren einzelnen Pixelpunkten bestehtWenn die von jedem Pixel erhaltenen Lichtsignale zusammengefasst werden, bilden sie ein vollständiges Bild.
Abschnittsdiagramm des CMOS-Chips
Aufgrund der unterschiedlichen Lichtwinkel, unter denen jedes einzelne Pixel eingeht, wird auf der Oberfläche jedes einzelnen Pixels eine Mikrolinsen hinzugefügt, um den Lichtwinkel zu korrigieren.mit einer Breite von mehr als 20 mm,Dies ist das Konzept eines Chips, der innerhalb eines leichten Abweichungsbereichs von der Linse gehalten werden muss
In Bezug auf die Schaltkreis-Architektur integrieren wir einen Bildsensor als Darkbox, die Lichtsignale in elektrische Signale umwandelt.DatenEs kann einfach verstanden werden als die Firecore, die Lichtsignale in elektrische Signale umwandelt,die von der Logik-Schaltung in der Darkbox verarbeitet und codiert werden, und dann durch eine Datenschnittstelle ausgegeben.
Da der Designprozess der Pixel-Schicht in CMOS-Chips analog zu analogen Chips ist, gelten hohe Anforderungen an die HerstellungsprozesseHauptlieferanten.Die Produktions- und Fertigungstechnologie von CMOS ist hoch, und aus Sicht des globalen Marktes wird sie derzeit hauptsächlich von ausländisch finanzierten Unternehmen genutzt.Aus Sicht der Wettbewerbslandschaft, Saitemei nimmt mit einem Marktanteil von 36% den ersten Platz ein, dicht gefolgt von dem inländischen Unternehmen Huoxin Technology mit einem Marktanteil von 22%.mit einer hohen Konzentration in der IndustrieDas inländische Unternehmen Saitemei Security Electronics Co., Ltd. hat sich zu einem führenden Unternehmen in diesem Bereich entwickelt.
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