淺談汽車電子車載攝像

汽車智能化帶來的汽車電子產(chǎn)業(yè)投資機(jī)會(huì)，是下一個(gè)大金礦。無(wú)論是汽車產(chǎn)業(yè)的運(yùn)作模式還是汽車所代表的生活含義都將會(huì)被改變，這正如同智能手機(jī)的出現(xiàn)對(duì)手機(jī)產(chǎn)業(yè)的顛覆。智能機(jī)實(shí)現(xiàn)了人類線上生活的無(wú)縫連接，而無(wú)人駕駛帶來的是人類空間意義的無(wú)縫連接。智能手機(jī)不是手機(jī)，正如智能汽車并不是交通工具，而將是移動(dòng)的客廳、辦公室或者書房。汽車從功能性向智能化的發(fā)展過程，電子化程度會(huì)越來越高，是電子產(chǎn)業(yè)投資的下一個(gè)大金礦; 車載攝像頭處于車聯(lián)網(wǎng)與自動(dòng)駕駛市場(chǎng)雙風(fēng)口，是視覺傳感器最佳投資板塊。車載攝像頭不僅僅是汽車的配件，而且是“智能汽車之眼”。一方面，通往自動(dòng)駕駛的“橋梁”—ADAS 已迎來高速成長(zhǎng)期，意味著自動(dòng)駕駛時(shí)代悄然來臨;另一方面，車載攝像頭將會(huì)作為車聯(lián)網(wǎng)信息處理的重要入口。 

本文簡(jiǎn)單介紹了汽車電子車載攝像電路的設(shè)計(jì)，該攝像運(yùn)行可靠，倒車時(shí)不但能清晰實(shí)時(shí)顯示車后全景，而且還能準(zhǔn)確測(cè)量汽車與車后障礙物之間的距離，基本達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

視覺導(dǎo)航又叫做圖像識(shí)別導(dǎo)航，它分為兩種方式：一種是有線式，另一種是無(wú)線式。無(wú)線式的視覺導(dǎo)航技術(shù)是利用CCD在系統(tǒng)動(dòng)態(tài)時(shí)攝取周圍環(huán)境的相應(yīng)的圖像資料，并與設(shè)定的運(yùn)行路徑在信息數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行比對(duì)，進(jìn)而確定AGV當(dāng)前地位置，進(jìn)而經(jīng)過控制模塊對(duì)小車的運(yùn)行路徑進(jìn)行實(shí)時(shí)的決策。第一種即有線式視覺導(dǎo)航技術(shù)是根據(jù)AGV現(xiàn)場(chǎng)的具體地面或者路邊明顯路標(biāo)，經(jīng)過汽車電子的攝像裝置(CCD)動(dòng)態(tài)地獲取路邊的圖像，再經(jīng)過車載的計(jì)算機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的處理，進(jìn)而識(shí)別出路徑的相應(yīng)標(biāo)識(shí)線，并且判斷AGV與期望標(biāo)識(shí)線的距離和與標(biāo)識(shí)線的夾角，進(jìn)而通過驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制AGV的實(shí)際行駛路徑在與期望的路經(jīng)保持在允許的范圍內(nèi)即可。

有線視覺導(dǎo)航技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：可以獲取較大容量的信息、具體路徑的設(shè)置與變化比較簡(jiǎn)單、系統(tǒng)具有較好的柔性等，而且具有現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的可行性和比較廣闊的前景，是現(xiàn)今AGV的先進(jìn)的導(dǎo)航技術(shù)和重要發(fā)展方向。

攝像頭采集電路圖

車載攝像裝置主要是由CCD攝像機(jī)、圖像采集卡、光源等設(shè)備組成。攝像裝置采集信息的電路原理圖見下圖：

攝像頭采集電路圖

在視覺系統(tǒng)啟動(dòng)后，AGV的車載CCD攝像機(jī)就對(duì)小車前方的路徑進(jìn)行相應(yīng)的圖像采集，經(jīng)過圖像采集卡后，經(jīng)過處理后送到相應(yīng)的上位計(jì)算機(jī)。AGV的上位計(jì)算機(jī)經(jīng)過對(duì)地面的信息進(jìn)行適當(dāng)圖像處理(主要包括閾值處理、掩膜、直方圖分析、圖像分割、邊緣檢測(cè)、區(qū)域增長(zhǎng))與圖象分析(主要包括特征攝取、物體識(shí)別、位置大小和方向以及圖像其它物理特征的分析和較深度的信息處理)，進(jìn)而形成相應(yīng)的控制指令，再傳到車載計(jì)算機(jī)(單片機(jī))，進(jìn)而控制AGV的相應(yīng)的動(dòng)作。視覺系統(tǒng)的工作原理的示意圖：

車載攝像頭接電源的注意事項(xiàng)

在發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)之后，輸出電壓干擾較大，給倒車燈供電不是純直流供電，而是疊加了一個(gè)脈沖信號(hào)在上面，如果有條件可用示波器測(cè)試，會(huì)發(fā)現(xiàn)是一個(gè)類似方波的信號(hào)。如果倒車監(jiān)控?cái)z像頭不帶濾波器(也有人叫整流器)，攝像頭供電線直接在倒車燈上，則因?yàn)楣ぷ麟妷簶O不穩(wěn)定導(dǎo)致攝像頭工作不正常，，檔位切換要經(jīng)過倒 車檔，此時(shí)攝像頭會(huì)加上一個(gè)短暫的電壓脈沖。這種突發(fā)的電壓脈沖不利于攝像頭中的靈敏電路，可能會(huì)縮短其壽命。

由于車載攝像頭需要12V供電，而且車載攝像頭供電電壓過高容易使車載攝像頭發(fā)熱，雖然短時(shí)間內(nèi)信號(hào)質(zhì)量將提高，但長(zhǎng)時(shí)間會(huì)使CCD輸出信號(hào)質(zhì)量下降，而車載攝像頭供電電壓過低會(huì)使攝像頭信號(hào)質(zhì)量降低。為了保證攝像頭的正常供電，12V電路較為復(fù)雜且占用電路板空間較大。

倒車時(shí)，掛入倒檔，顯示器便可自動(dòng)開啟并清楚顯示車后影像，無(wú)須額外操作，全自動(dòng)程序，方便快捷。

編者結(jié)語(yǔ)：

本文簡(jiǎn)單介紹了車載攝像電路的設(shè)計(jì)，該攝像運(yùn)行可靠，倒車時(shí)不但能清晰實(shí)時(shí)顯示車后全景，而且還能準(zhǔn)確測(cè)量汽車與車后障礙物之間的距離，基本達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。