传感器是汽车自动驾驶的基石。随着自动驾驶浪潮的到来,汽车应用的传感器也迎来了一系列的创新。目前,在环境感知方面,自动驾驶主要应用的传感器包括摄像头、毫米波雷达、激光雷达、超声波雷达。
摄像头作为传统汽车视觉解决方案的基础,发展已经相对成熟,主要应用于L3级自动驾驶及以下,随着自动驾驶进程的推进,车载摄像头面临了一些挑战,也获得了更多的发展。
车载摄像头主要分为前视、环视、后视、侧视,还包括汽车内部的DMS驾驶员监控系统,以及在DMS基础上扩展的OMS成员监控系统等。这对摄像头提出了更多的要求。
相较于传统工业摄像头、手机摄像头,车载摄像头的工作环境要更加严苛,这就要求摄像头在高低温、强微光、湿热、极端天气等环境下保证工作状态,此外,像素升级、高动态要求也是重点关注对象。
摄像头主要由CMOS图像传感器、镜头、模组、马达、红外滤光片等构成。其中,CMOS图像传感器凭借约50%的成本占比处于产业链价值前端位置,镜头、模组以各约20%的成本占比位居其后。
CMOS主要是用硅和锗做成的、带N(负电)级和P(正电)级的半导体,CMOS图像传感器的功能是光电转换,车载摄像头对其在像素、单像素尺寸、芯片尺寸、功耗等参数方面都有一定的需求。
当车载摄像头工作时,由图像传感器将光信号转化为电信号,再经过 A/D(模数转换)后变为数字图像信号,再由ISP(图像信号处理)加工后,传输到汽车自动驾驶系统进行识别。
对手机摄像头来讲,主要目的是成像质量高。但对于车载摄像头来讲,摄像头的稳定性、帧率、可靠性等都尤为重要。
由于车规级认证壁垒较高,目前的车载摄像头市场由 Tier 1 厂商主导,主要代表有博世、大陆、德尔福、麦格纳、采埃孚等。
在镜头及模组领域,手机厂商给车载摄像头市场带来了一定的技术经验,促进了车载摄像头模组的推出速率,诸如国内的舜宇光学、欧菲光等厂商在手机镜头模组领域布局良久,在车载摄像头模组领域的市占率也比较高。
在汽车传感器领域,多传感器融合已成大势所趋。激光雷达与摄像头融合是当下自动驾驶方案的多数选择,为图像传感器加入红外感知能力的RGB-IR传感器也提供了新的技术方向。
此外,将AI边缘计算融入到图像传感器也成了未来可能发展的趋势之一。在机器视觉的浪潮下,传统传感器或将融入更多计算机因素。这也对软件算法、芯片算力、数据通信等提出了更多要求。
多传感器融合的感知系统能够形成优势互补,有效应对多种环境状况。最终的融合将是多摄像头系统、不同传感器、甚至软硬件的融合,共同推动智能驾驶的发展。
页面更新:2024-04-21
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