車載攝像頭與全景影像系統(tǒng)，能為駕駛者帶來什么？

通過《ADAS都這么熱門了，你還不了解毫米波雷達(dá)？》我們已經(jīng)了解到毫米波雷達(dá)將率先成為ADAS系統(tǒng)主力傳感器。不過，雷達(dá)在辨別非金屬障礙物如行人方面卻無能為力，攝像頭卻能以更好地辨別道路上的標(biāo)識，行人等信息。接下來我們一起來了解一下ADAS中的另一個(gè)重要傳感器——車載攝像頭以及車載全景影響系統(tǒng)。

按照相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)，2015年車載攝像頭全球市場規(guī)模達(dá)到 18.33 億美元，國內(nèi)車載攝像頭產(chǎn)能 2500 萬顆，2015 到 2020 產(chǎn)業(yè)年復(fù)合增速常年超過 30%，而自動(dòng)駕駛技術(shù)預(yù)計(jì)將在 2020年成熟，市場空間有望進(jìn)一步放大。

ADAS 系統(tǒng)解決方案包括攝像頭解決方案、雷達(dá)/激光雷達(dá)解決方案、傳感器融合。市場發(fā)展初期由于雷達(dá)技術(shù)成熟且不受天氣情況影響，雷達(dá)/激光雷達(dá)解決方案是市場主流。但隨著ASIC（專用集成電路）的發(fā)展以及圖像處理算法的提高，同時(shí)由于雷達(dá)技術(shù)在辨別金屬障礙物方面準(zhǔn)確率較高，但在辨別非金屬障礙物如行人方面卻無能為力，且無法準(zhǔn)確辨識從側(cè)面駛來的車輛，而且無法辨別車道，碎片或者道路坑槽。

攝像頭的視覺處理技術(shù)可以更好地辨別道路上的標(biāo)識，行人等信息，也可以通過算法計(jì)算行人與車輛的行動(dòng)軌跡，相較雷達(dá)技術(shù)成本更低，功能更為全面，準(zhǔn)確性也較高?；跀z像頭成像的技術(shù)漸漸被主流廠商接受，考慮到攝像頭的像素對圖像識別技術(shù)的限制以及在霧天和雨天等極端情況下功能降低，以攝像頭為主的傳感器融合將成為主流。

傳感器融合將成為ADAS的技術(shù)基礎(chǔ)

車聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)自下而上依次是感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層，分別擔(dān)任信息采集、傳輸和處理功能。視頻采集存儲（感知層）作為車聯(lián)網(wǎng)的底層架構(gòu)，主要技術(shù)有車載 DVR 和車載 IP Camera。車載 DVR 俗稱車載錄像機(jī)，是基于數(shù)字化視頻壓縮存儲和 3G 無線傳輸技術(shù)，內(nèi)臵 GPS，汽車黑匣子，CANbus 總線，G-SENSOR 等技術(shù)的應(yīng)用。

而車載 IP Camera 基于數(shù)字信號處理技術(shù)（DSP）和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，CMOS 圖像傳感器把場景的光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，這些電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后通過數(shù)據(jù)接口傳輸?shù)?DSP 存儲器，完成圖像壓縮、編碼的同時(shí)把數(shù)據(jù)流送到硬盤或其他存儲設(shè)備中保存。在距離、擴(kuò)展能力和成本上與傳統(tǒng)的模擬系統(tǒng)和 DVR 相比有所不同。

車載攝像頭具有廣泛的應(yīng)用空間，按照應(yīng)用領(lǐng)域可分為行車輔助（行車記錄儀、ADAS 與主動(dòng)安全系統(tǒng)）、駐車輔助（全車環(huán)視）與車內(nèi)人員監(jiān)控（人臉識別技術(shù)），貫穿車輛行駛到泊車全過程，因此對攝像頭工作時(shí)間與溫度有較高的要求。按照安裝位臵又可分為前視、后視、側(cè)視以及車內(nèi)監(jiān)控4部分。

汽車攝像頭分類及功能

既然汽車攝像頭那么重要，其對技術(shù)和工藝又會有什么要求？針對車載應(yīng)用，汽車攝像頭與手機(jī)攝像頭一樣，主要是使用 CMOS 而不是 CCD 作為光學(xué)傳感器，其主要的原因有三點(diǎn)：

首先，主動(dòng)駕駛輔助系統(tǒng)所用傳感器應(yīng)具有的首要特性是：速度快。特別是在高速行駛場合，系統(tǒng)必須能記錄關(guān)鍵駕駛狀況、評估這種狀況并實(shí)時(shí)啟動(dòng)相應(yīng)措施。本質(zhì)上，CMOS 是種更快的影像采集技術(shù)—CMOS 傳感器內(nèi)的單元通常是由3個(gè)晶體管主動(dòng)控制和讀出的，這就顯著加速了影像采集過程。目前，基于 CMOS 的高性能相機(jī)能達(dá)到約5，000 幀/秒的水平。

CMOS與CCD傳感器工作過程

其次，CMOS 傳感器還具有數(shù)字圖像處理方面的優(yōu)勢。CCD 傳感器通常提供模擬TSC/PAL 信號，也許必須采用額外的 AD 轉(zhuǎn)換器對其進(jìn)行轉(zhuǎn)換、或是 CCD 傳感器要與帶數(shù)字影像輸出的逐行掃描方法一起工作。無論哪種方式，讓采用 CCD 的照相機(jī)提供數(shù)字影像信號都顯著增加了系統(tǒng)復(fù)雜性；而 CMOS 傳感器可直接提供 LVDS 或數(shù)字輸出信號，主動(dòng)駕駛輔助系統(tǒng)內(nèi)的各組成部份可直接、無延遲地處理這些信號。

而且，為了達(dá)到這樣的目標(biāo)，車載攝像頭廠家就必須考慮使用成本較低的 CMOS 傳感器。并且，在有強(qiáng)光射入時(shí)，CMOS 傳感器不會產(chǎn)生使用 CCD 時(shí)會出現(xiàn)的 Smear 噪聲。這將會減少因操作失誤所導(dǎo)致的調(diào)整時(shí)間。

COMS與CCD傳感器優(yōu)缺點(diǎn)比較