Kamera definisi tinggi 1080P untuk memantau perilaku di dalam bus, kamera inframerah sudut lebar visi malam cerdas

Kamera Mobil: Mata Pengemudi Otonom

Kamera yang dipasang di mobil dikenal sebagai "mata mengemudi otonom" dan merupakan peralatan penginderaan inti dalam sistem ADAS dan bidang mengemudi otonom otomotif.Fungsi utama mengumpulkan informasi gambar adalah melalui lensa dan sensor gambar, yang dapat mencapai persepsi visual 360 ° dan mengkompensasi kekurangan radar dalam pengenalan objek.
Kamera yang dipasang di mobil banyak digunakan di bidang otomotif, secara bertahap diperluas dari penggunaan awal untuk merekam mengemudi, reverse imaging,dan tampilan sekitar parkir untuk pengenalan perilaku kokpit cerdas dan ADAS membantu mengemudi, dengan skenario aplikasi yang semakin beragam.
CR3 saat ini dari industri kamera mobil global adalah 41%, dengan sepuluh perusahaan teratas menempati 96% dari pangsa pasar.
Highway Loss Data Institute (HLDI) memprediksi bahwa pada tahun 2030, hampir 50% mobil akan dilengkapi dengan teknologi ADAS.
Menurut ICVTank, skala industri kamera mobil China diperkirakan mencapai 23 miliar pada tahun 2025, dengan CAGR 30% selama lima tahun ke depan;Pasar kamera mobil global diperkirakan akan tumbuh dari $ 11.2 miliar pada tahun 2019 menjadi $27 miliar pada tahun 2025, dengan CAGR 5 tahun sebesar 15,8%.
Mengemudi otomatis mencakup persepsi, penilaian dan pelaksanaan, dan persepsi adalah sumber dari seluruh proses dan modul penting dari sistem drive otomatis.Selama proses mengemudi kendaraan, sistem persepsi akan mengumpulkan informasi lingkungan sekitar secara real time melalui sensor, yang setara dengan "mata" kendaraan otonom,dan dapat membantu kendaraan mencapai kemampuan pengamatan yang mirip dengan pengemudi manusia.
Pada kendaraan otonom, sistem persepsi terutama terdiri dari sensor seperti kamera, radar gelombang milimeter, dan LiDAR (opsional, terutama karena takut terganggu).Sebagai sensor utama persepsi lingkungan, kamera memainkan peran yang sangat penting dalam mencapai persepsi visual 360 ° yang komprehensif, mengkompensasi kekurangan radar dalam pengenalan objek,dan sensor yang paling dekat dengan penglihatan manusiaOleh karena itu, di mobil kamera adalah salah satu perangkat kunci dalam bidang mengemudi otonom.

Apa itu kamera mobil?
Struktur perangkat keras utama kamera mobil termasuk lensa optik (termasuk lensa optik, filter, film pelindung, dll), sensor gambar, prosesor sinyal gambar (ISP), serialiser,konektorDiagram strukturnya ditunjukkan pada gambar:

Anatomi modul kamera mobil
Gambar di atas menunjukkan anatomi modul kamera yang biasa digunakan di mobil.sebenarnya ada desain yang relatif sederhana dari beberapa lapisan di tengah, biasanya termasuk papan sensor sensor, papan kecil prosesor gambar, dan papan serialiser.Mengapa serializer diperlukan adalah karena biasanya bus output data gambar sensor kamera atau ISP adalah standar, yang ditandai dengan kecepatan tinggi, tetapi jarak bus transmisi pendek, jika tidak, integritas sinyal tidak dapat dijamin.
Jadi pada kendaraan, kita perlu mengubahnya ke standar bus berkecepatan tinggi seperti GMSL yang cocok untuk transmisi jarak jauh pada kendaraan,jadi modul kamera biasanya dikonversi ke bus melalui papan serialSelain itu, kabel koaksial dapat digunakan untuk menyediakan daya ke modul dan mentransmisikan data gambar.
Lensa optik: bertanggung jawab untuk memfokuskan cahaya dan memproyeksikan objek di bidang pandang ke permukaan media pencitraan.beberapa lapisan lensa optik mungkin diperlukanFilter dapat menyaring pita cahaya yang tidak terlihat oleh mata manusia, hanya meninggalkan pita cahaya yang terlihat dari pemandangan yang sebenarnya dalam bidang pandangan mata manusia.
Sensor gambar: 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 imageHal ini terutama dibagi menjadi dua jenis: CCD dan CMOS.
Prosesor sinyal gambar ISP: terutama menggunakan struktur perangkat keras untuk pra-mengolah data format RAW dari input sumber gambar dan video oleh sensor gambar yang dapat dikonversi ke YCbCr dan format lainnya.Ini juga dapat melakukan berbagai tugas seperti skala gambar, eksposur otomatis, keseimbangan putih otomatis, dan fokus otomatis.
Serializer: Ini mentransfer data gambar yang diproses dan dapat digunakan untuk mentransfer berbagai jenis data gambar seperti RGB dan YUV.
Konektor: digunakan untuk menghubungkan kamera tetap.
Kamera yang dipasang di mobil juga memiliki proses manufaktur dan persyaratan keandalan yang lebih tinggi daripada kamera industri dan komersial.Karena fakta bahwa mobil harus bekerja di lingkungan yang keras untuk waktu yang lama, kamera yang dipasang di mobil harus bekerja stabil dalam kondisi kerja yang kompleks seperti suhu tinggi dan rendah, getaran yang kuat, dan kelembaban dan panas yang tinggi.Persyaratan utama untuk manufaktur proses adalah sebagai berikut::

Persyaratan proses untuk kamera yang dipasang di mobil
Ketahanan suhu tinggi: Kamera yang dipasang di mobil harus dapat beroperasi secara normal dalam kisaran -40 °C sampai 85 °C dan beradaptasi dengan perubahan suhu yang drastis;
Ketahanan seismik: Kendaraan dapat menghasilkan getaran yang kuat saat mengemudi di jalan yang tidak rata, sehingga kamera on-board harus mampu menahan berbagai intensitas getaran;
Anti magnetik: Ketika kendaraan mulai, akan menghasilkan denyut elektromagnetik yang sangat tinggi, yang membutuhkan anti magnetik yang sangat tinggikinerja;
Ketahanan air: Kamera harus disegel erat untuk memastikan penggunaan normal bahkan setelah direndam dalam air hujan selama beberapa hari;
Masa pakai: Masa pakai harus setidaknya 8-10 tahun untuk memenuhi persyaratan;
Ultra wide angle: Kamera surround side view harus ultra wide angle, dengan sudut pandang horizontal 135 °;
Dinamika tinggi: Kendaraan bergerak dengan kecepatan tinggi, dan lingkungan pencahayaan yang dihadapi kamera berubah secara dramatis dan sering,membutuhkan CMOS kamera untuk memiliki karakteristik dinamis yang tinggi;
Kebisingan rendah: Ini dapat secara efektif menekan kebisingan dalam kondisi cahaya rendah, terutama membutuhkan kamera sisi dan belakang untuk menangkap gambar dengan jelas bahkan di malam hari.

Parameter utama kepala kamera depan cerdas di kendaraan
Jarak deteksi
Sudut pandang bidang horizontal
Sudut pandang bidang vertikal
Resolusi - Ketika kamera menangkap garis hitam dan putih yang berjarak merata, jumlah garis maksimum yang dapat dilihat di monitor (lebih tinggi dari resolusi kamera).Ketika jumlah baris melebihi ini, hanya area abu-abu yang terlihat di layar, dan garis hitam dan putih tidak lagi dapat dibedakan.
Pencahayaan minimum - mengacu pada sensitivitas sensor gambar terhadap cahaya sekitar, atau cahaya tergelap yang diperlukan untuk pencitraan normal oleh sensor gambar. 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.
Rasio sinyal ke kebisingan - rasio tegangan sinyal output ke tegangan kebisingan output secara bersamaan;
Jangkauan Dinamis - Jangkauan di mana nilai kecerahan benda paling terang dan paling gelap dalam bingkai yang sama yang ditangkap oleh kamera dapat menampilkan detail secara normal.Semakin besar rentang dinamis, semakin besar derajat dimana objek yang terlalu terang atau terlalu gelap dapat ditampilkan secara normal di layar yang sama.

Apa keuntungan dibandingkan dengan teknologi radar
1) Dibandingkan dengan radar gelombang milimeter, keuntungan utama kamera saat ini adalah:
Pengakuan dan klasifikasi target - Saat ini, radar gelombang milimeter 3D biasa hanya dapat mendeteksi apakah ada rintangan di depan,dan tidak dapat secara akurat mengidentifikasi ukuran dan kategori hambatanMisalnya, berbagai jenis pengenalan jalur, pengenalan lampu lalu lintas, dan pengenalan tanda lalu lintas;
Deteksi ruang yang dapat dilalui, membagi batas-batas yang aman (area yang dapat didorong) dari pergerakan kendaraan, terutama membagi kendaraan, tepi jalan biasa, tepi trotoar,batas yang terlihat tanpa hambatan, dan batas yang tidak diketahui;
Kemampuan untuk mendeteksi target yang bergerak secara horizontal, seperti mendeteksi dan melacak pejalan kaki dan kendaraan yang melintasi persimpangan;
Penentuan posisi dan pembuatan peta - yaitu teknologi. Meskipun radar gelombang milimeter saat ini digunakan, teknologi ini lebih matang dan memiliki lebih banyak prospek aplikasi;
2) Dalam sistem penggerak otomatis, radar laser mirip dengan kamera, tetapi kelebihannya adalah:
Pengakuan lampu lalu lintas dan pengakuan tanda lalu lintas
Keuntungan biaya dan kematangan algoritma dan teknologi yang tinggi
Tingkat pengenalan objek yang tinggi

Saat ini, kamera yang dipasang di mobil terutama dibagi menjadi lima kategori berdasarkan lokasi pemasangan mereka: kamera tampilan depan, kamera tampilan surround, kamera tampilan belakang, kamera tampilan samping,dan kamera bawaan.

Kamera tampilan depan: terutama dipasang di kaca depan depan untuk mencapai persepsi visual dan fungsi pengenalan selama mengemudi.kamera sudut sempit depan, dan depan melihat kamera sudut lebar sesuai dengan fungsinya.

Kamera utama menghadap ke depan: Kamera ini digunakan sebagai kamera utama dalam sistem ADAS dari L2. sudut pandang umumnya 30 °, 50 °, 60 °, 100 °, dan 120 °,dan jarak deteksi umumnya 150-170 meter. Format output dari kamera.

Kamera sudut lebar yang melihat ke depan: Fungsi utama kamera ini adalah untuk mengenali objek yang dekat dari jarak jauh, terutama digunakan dalam kondisi jalan kota, mengemudi dengan kecepatan rendah dan adegan lainnya.Sudut pandangnya antara 120 ° -150 °, dan jarak deteksi sekitar 50 meter. Setelah pemasangan skala besar lensa 8MP di kendaraan berikutnya, kamera ini tidak diperlukan.

Kamera sudut sempit: Fungsi utama kamera ini adalah untuk mengenali target seperti lampu lalu lintas dan pejalan kaki.dan lensa sekitar 30-40 ° dapat dipilihdan piksel lensa ini umumnya sama dengan kamera utama yang menghadap ke depan. kamera mengadopsi sudut sempit, memiliki kepadatan piksel yang lebih tinggi dan jarak deteksi yang lebih jauh,dan umumnya dapat mendeteksi hingga 250 meter atau bahkan jarak yang lebih jauh.

Setelah memasang kamera 8MP, FOV kamera utama yang menghadap ke depan dapat mencapai 120 °, yang mungkin tidak diperlukan lagi.

Surround camera: terutama dipasang di sekitar tubuh kendaraan, biasanya menggunakan 4-8 kamera yang dapat dibagi menjadi kamera mata ikan menghadap ke depan, kamera mata ikan menghadap kiri, kamera mata ikan menghadap kanan,dan kamera mata ikan yang menghadap ke belakang. Digunakan untuk menampilkan fungsi tampilan panorama panorama, serta persepsi visual dan deteksi objek mengintegrasikan fungsi parkir;Matriks warna yang umum digunakan adalah karena ada kebutuhan untuk pemulihan warna.

Kamera penglihatan belakang: umumnya dipasang di bagasi, terutama untuk bantuan parkir. Sudut pandang adalah antara 120 dan 140 derajat, dan jarak deteksi sekitar 50 meter.

Kamera tampilan depan samping: dipasang di pilar B atau kaca spion kendaraan, sudut pandang bidang kamera ini umumnya 90 ° -100 °, dan jarak deteksi sekitar 80 meter.Fungsi utama kamera ini adalah untuk mendeteksi kendaraan lateral dan sepeda.
Kamera tampilan samping dan belakang: umumnya dipasang di pagar depan kendaraan, sudut pandang kamera ini umumnya sekitar 90 °, dan jarak deteksi juga sekitar 80 meter.Hal ini terutama digunakan untuk aplikasi adegan seperti perubahan jalur kendaraan dan bergabung ke jalan lain.
Dibangun dalam kamera: terutama digunakan untuk memantau status pengemudi dan mencapai pengingat kelelahan dan fungsi lainnya.
Di antara mereka, harga kamera view depan relatif tinggi, dan harga pasar saat ini antara 300 dan 500 yuan; Harga kamera lain sekitar 150-200 yuan.

Dari rencana, kita dapat melihat bahwa semua 8 kamera terkait dengan sistem mengemudi, yang terkait erat dengan rencana mengemudi otonom murni yang telah dipromosikan tanpa bergantung pada LiDAR.Keuntungan terbesar dari rencana ini adalah efisiensi biaya yang tinggiDengan menggunakan kamera yang sangat murah yang dikembangkan sendiri, tingkat mengemudi otonom dicapai.
Keuntungan terbesar dari solusi ini, yang menggunakan beberapa kamera, adalah skalabilitas yang kuat.Fungsi mengemudi otonomnya memiliki kompatibilitas dan skalabilitas yang sangat baik.
Melalui model sensor ini, tingkat fungsi mengemudi otonom dengan pengalaman yang baik telah dicapai,termasuk fitur pengemudi otonom kecepatan tinggi (NGP) dan memori parkir parkir yang sangat khas.
Kelas S adalah perwakilan dari solusi OEM tradisional, dan solusi kamera stereo teropong adalah keuntungan terbesar dari Mercedes Benz Kelas S. Dibandingkan dengan kamera monokular,kamera teropong dapat menghitung gerak dari target saat ini terdeteksi di X, Y, dan koordinat Z, menentukan postur dan jenis target yang terdeteksi, dan efek pengalaman dari fungsi ADAS Mercedes Benz di tingkat L2 juga lebih baik daripada dua lainnya.
Dalam analisis solusi kamera untuk model mobil produksi massal, kami menemukan bahwa mereka semua menggunakan kamera piksel menengah hingga rendah untuk mencapai fungsi mengemudi otonom.

Saitemei Security Electronics Co., Ltd. Rantai Industri Kamera Mobil
Rantai industri kamera otomotif terutama melibatkan tiga tautan utama: bahan upstream, komponen midstream, dan produk downstream.
Bahan upstream seperti lensa optik, filter, dan film pelindung digunakan untuk memproduksi perakitan lensa, sementara wafer digunakan untuk memproduksi chip CMOS dan prosesor sinyal DSP;Mengumpulkan perakitan lensa tengah, chip CMOS, dan bahan perekat ke dalam modul, dan membungkusnya dengan prosesor sinyal DSP ke dalam produk kamera.
Pada tingkat rantai industri ini, pemasok hulu sudah dapat memasok produk kamera lengkap ke pelanggan kendaraan hulu atau pemasok tingkat pertama.kamera dan algoritma perangkat lunak bersama-sama membentuk solusi kamera mobil, yang diterapkan pada kendaraan otonom.
Saat ini, perusahaan dengan pangsa pasar yang besar di pasar kamera mobil semuanya merupakan pemasok komponen tingkat pertama terkemuka di dunia,dan pelanggan hilir pada dasarnya mencakup perusahaan kendaraan global utama.

CMOS memiliki rasio nilai ke biaya tertinggi dalam kamera mobil, mencapai 52%; kemasan modul menyumbang 20% dan lensa optik menyumbang 19%.

Chip CMOS
CMOS (CIS sensor) adalah solusi komponen photosensitive utama untuk dalam kamera mobil.tapi harganya murah dan lebih hemat energi, membuatnya sangat disukai di bidang kamera mobil dengan persyaratan piksel rendah.

Struktur dasar sensor gambar
Sensor gambar dibagi menjadi area fotosensitif (Firecore), kabel pengikat, sirkuit internal, dan substrat dari penampilan.Daerah fotosensitif adalah array piksel tunggal yang terdiri dari beberapa titik piksel tunggalKetika sinyal cahaya yang diperoleh dari setiap piksel dikumpulkan, mereka membentuk gambar lengkap.

Diagram bagian dari chip CMOS

Karena sudut cahaya yang berbeda yang masuk ke setiap piksel, lensa mikro ditambahkan pada permukaan setiap piksel untuk mengoreksi sudut cahaya,memungkinkan cahaya memasuki permukaan elemen fotosensitif secara vertikal. Ini adalah konsep chip, yang perlu disimpan dalam kisaran penyimpangan sedikit dari lensa

Dalam hal arsitektur sirkuit, kita menggabungkan sensor gambar sebagai kotak gelap yang mengubah sinyal cahaya menjadi sinyal listrik. komponen eksternal dari kotak gelap biasanya termasuk daya,data, jam, komunikasi, kontrol, dan sirkuit sinkronisasi.yang diproses dan dikodekan oleh sirkuit logika di kotak gelap, dan kemudian output melalui antarmuka data.

Karena proses desain lapisan piksel dalam chip CMOS mirip dengan chip analog, ada persyaratan tinggi untuk proses manufaktur
Pemasok utama.
Teknologi produksi dan manufaktur CMOS tinggi, dan dari perspektif pasar global, saat ini sebagian besar ditempati oleh perusahaan yang didanai asing.Dari perspektif lanskap kompetitif, Saitemei menempati posisi pertama dengan pangsa pasar 36%, diikuti oleh perusahaan domestik Huoxin Technology dengan pangsa pasar 22%.dengan konsentrasi industri yang tinggiPerusahaan domestik Saitemei Security Electronics Co., Ltd. telah menjadi perusahaan terkemuka di bidang ini.