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浅谈车载镜头的“车规级”性能需求
车载摄像头作为ADAS传感器的重要组成,整体市场正处在快速增长之中。说到车载摄像头,大家的关注点可能更多的放在了目前产业链上CMOS传感器、芯片半导体缺货的大难题上。但在生产细节方面,聊得比较少。这里,小编跟大家探讨一下细节之一——前装车厂的硬性要求:“车规级”车载摄像头产品。
       

一般来说,“车规级”是品质的代名词,意味着严格的产品性能。这是因为在各类产品应用中,汽车产品会遇到各种极端环境,比如说,夏天阳光暴晒下产生的超高温度与冬天北方零下数十度的超低温、雨天及高压洗车带来的损害。此外,汽车安全涉及驾驶员与乘客的生命安全,因此,“车规级”要保证产品在这些极端环境下都能正常使用。

一、车载摄像头车规级的基本要求


对于车载摄像头产品而言,其基本的车规级大致包含以下七个方面:

1. 耐温 :需在-40℃~85℃范围内都能正常工作,且能适应温度的剧烈变化;
2. 抗震:车辆在不太平坦的路面行驶会产生较强的震动,因此必须能抗各种强度的震动;
3. 防磁 :车辆启动时会产生极高的电磁脉冲,需要极高的防磁性能;
4. 防水 :车载摄像头密封要非常严实,满足在雨水中浸泡数日仍可正常使用;

 图 防水防尘等级分类

5. 使用寿命 :使用寿命至少为8~10年才能满足要求;
6. 高动态:车辆行驶速度快,摄像头面对的光线环境变化剧烈且频繁,要求摄像头的CMOS 具有高动态特性;
7. 低噪点:在光线较暗时能有效抑制噪点,特别是要求侧视和后视摄像头即使在晚上也能清楚的捕捉影像。

以上只是大致要求,针对不同应用环境,还会有更细化的要求,比如说环视需要超广角,一般起码在135°以上,据了解,210°的也有应用。

二、不同应用位置的车规级镜头


车载镜头作为摄像头的核心光学组件,除了对极冷极热环境的耐受性、使用寿命、防水防尘等基本要求外,不同位置的镜头其光学性能会存在一定差异。
       
下面,我们从前视(ADAS)、后视、环视和内视(手势识别、面部识别(眼球监控)等)以及智能电子镜,来聊聊不同产品的镜头特性。

1. 前视(包括ADAS、自动驾驶传感器)


前视镜头主要应用在车道偏离预警、智能远光灯控制、前车碰撞预警、超速预警、ACC巡航等场景中。

其光学需求为:
  • 持续稳定的聚焦特性和热补偿特性,能在不同温度工况下保持稳定性
  • 高通光特性,保证低照明条件下的良好成像效果
  • 清晰成像效果,能够有效捕捉和分辨物体细节
  • 杂光、鬼影控制,要能够改善车大灯等正面强光干扰
       图 舜宇光学前视镜头产品


2. 后视/环视


后视传感器应用于泊车辅助、自动泊车等场景中。环视镜头在后视镜头的基础上扩大了视野范围,可以呈现完整的车身环境和做一些简单的识别。
       图 大陆环视摄像头

后视传感器与环视传感器对镜头特性要求类似,大致分为以下几点:

  • 防水性能要求高
  • 优秀的温度特性,以保证高清晰度效果
  • 光畸变校正,提供较真实的实景

3. 内视


内视传感器能够应用于手势识别、人机交互,以及面部表情识别(疲劳监测)等场景中。

因此:内视传感器镜头涉及不同波段的问题,针对不同的识别,波段选择不同,需要将一定的光过滤掉。

       吉利与瑞典Smart Eye公司合作,利用Smart Eye公司的人工智能(AI)驱动驾驶员监控(DMS)技术


4. 智能电子镜


智能电子镜分为智能电子后视镜(FDM)和智能外后视镜(CMS),智能电子后视镜的视野范围是传统后视镜的3倍。如今,全球范围内,摄像头代替车辆外后视镜的政策正在推进中。
  
CES2020,Gentex 公司和阿斯顿·马丁展示基于摄像头的后视系统。

智能电子后视镜对镜头的需求为:

  • 需要改善车大灯照射引起的鬼影杂光
  • 画面整体解像度要均匀

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