發(fā)布時間：2020-11-17 19:05

　　 隨著城市車輛的不斷增多,交通越來越擁堵,駕駛員在車內(nèi)存在的視野盲區(qū)使車輛在低速行駛時容易發(fā)生碰撞、摩擦等事故。人們意識到減少甚至消除駕駛員視野盲區(qū)的重要性,車載環(huán)視系統(tǒng)應(yīng)運而生。車載環(huán)視系統(tǒng)可以通過車輛周圍的四個帶廣角鏡頭的攝像頭模組采集實時圖像信息,并將其拼接為一幅覆蓋車身周圍360°范圍的鳥瞰圖像,有效的減少了駕駛員的視野盲區(qū)。車載高清環(huán)視系統(tǒng)在傳統(tǒng)環(huán)視系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,以高清環(huán)視攝像頭模組作為它的“眼睛”,提高了輸出圖像的分辨率。因此,高清環(huán)視攝像頭模組的研發(fā)與設(shè)計就顯得尤為重要。本次研究的主要工作是以AR0140圖像傳感器芯片為核心,根據(jù)車載高清環(huán)視系統(tǒng)的要求,設(shè)計高清環(huán)視攝像頭模組的硬件電路及軟件參數(shù),并要求模組通過EMC測試及眼圖測試等汽車電子的標(biāo)準(zhǔn)測試項目。本文首先介紹了高清環(huán)視攝像頭的特點及實際需求,確認(rèn)了一種新型的POC傳輸方案作為高清環(huán)視攝像頭模組的接口方案。同時針對POC接口以及高速信號傳輸?shù)脑O(shè)計要求,完成了電路原理圖及PCB板的設(shè)計。其次,對設(shè)計完成的攝像頭模組進(jìn)行EMC測試及眼圖測試,根據(jù)測試結(jié)果對設(shè)計方案作出整改,使攝像頭模組滿足汽車電子的測試要求。接著,本文對POC傳輸方案的通信協(xié)議進(jìn)行了分析。由于POC傳輸方案會對主機(jī)板與攝像頭模組之間的通信造成延時,本文采用的IIC通信協(xié)議解決了延時問題,使得主機(jī)板可以通過POC線路與遠(yuǎn)程設(shè)備進(jìn)行通信。最后,對攝像頭模組輸出圖像效果的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整以及輸出圖像的中心進(jìn)行標(biāo)定。通過這兩部分的調(diào)整,使得量產(chǎn)的高清環(huán)視攝像頭模組具有一致性,以便于模組的實際應(yīng)用。綜上所述,本次研究設(shè)計的一種采用POC傳輸方案的高清環(huán)視攝像頭模組,能夠適用于車載高清環(huán)視系統(tǒng)。
【學(xué)位單位】：天津科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TP391.41;U463.6
【部分圖文】：

視鏡及側(cè)視鏡只能幫助駕駛員獲得一小部分周圍環(huán)境信息。駕駛員只能依靠經(jīng)驗和感??覺去判斷道路情況，這是非常危險的。因此，車載全景環(huán)視系統(tǒng)的設(shè)計迫在眉睫１Ｍ］。??如圖１－１所示是車載攝像頭模組的功能示意圖，增加前視、側(cè)視以及后視攝像頭??模組。從圖中可以看到，增加的攝像頭模組可以有效減小駕駛員的視野盲區(qū)，便于駕??駛員觀測到更多的周圍環(huán)境情況。前視攝像頭模組可以實現(xiàn)夜視、車道偏離預(yù)警、碰??撞預(yù)警、交通信號識別、行人探測及自適應(yīng)巡航等功能，提高了車輛的行車安全性能。??側(cè)視攝像頭模組可以實現(xiàn)車身兩側(cè)的盲Ｅ檢測及車輛變道輔助功能。后視攝像頭則提??供了車輛后方的盲區(qū)檢測，為駕駛員倒車及自動泊車提供了便利，并且還能對車輛的??后蓋進(jìn)行監(jiān)測。??側(cè)視??－盲區(qū)檢測??鉍＇?－變道輔助???后視?？夜視??．泊個稱獅ｄ?■離預(yù)萇??？自車———?扁攛戌轚??？服龍?＿＿＿＾?々通（，號識別??？后紐制?七人探測??－自適應(yīng)巡航系統(tǒng)??內(nèi)視７??－乘客監(jiān)控??－涔駛員防瞌Ｗ??？安全氣燊輔助控制??圖１－１車載攝像頭模組功能示意圖??Ｆｉｇ．?１－１?Ｆｕｎｃｔｉｏｎ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｖｅｈｉｃｌｅ?ｃａｍｅｒａ??車載全景環(huán)視系統(tǒng)用了?４個鏡面大于１５０°的廣角鏡頭環(huán)視攝像頭模組采集車輛周??圍的圖像信息，并對４幅采集到的圖像做拼接處理，以實現(xiàn)了車輛周圍３６０°無死角的??圖像輸出【５］。駕駛員在車輛的轉(zhuǎn)向、泊車或窄道行駛等情況下，可以通過觀察車載全??景環(huán)視系統(tǒng)來得到充足的周圍環(huán)境信息，然后作出正確的應(yīng)對措施以避免交通事故的??發(fā)生。??１??

場規(guī)模將達(dá)到８３００萬。美國國家公路交通安全局提出，２０１８年５月１日以后生產(chǎn)的所有??輕型車輛必須安裝倒車后視攝像頭Ｗ。隨著自動駕駛技術(shù)的不斷發(fā)展，車載攝像頭作??為車輛行駛中的電子眼，它的市場也將進(jìn)一步擴(kuò)大。如圖１－２所示，為全球車載攝像頭??市場的發(fā)展預(yù)測，可以看出在２０１８年后車載攝像頭市場仍然會急劇上升，預(yù)計在２０２０??年達(dá)到７９億美元的市場規(guī)模。??全球車載攝像頭市場規(guī)模預(yù)測??９０??８０??＾?７０??＊６０?■??＇Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ??２０１４?２０１５?２０１６?２０１７?２０１８?２０１９?２０２０??年份??圖１－２全球車載攝像頭市場規(guī)模預(yù)測??Ｆｉｇ．?１－２?Ｔｈｅ?ｆｏｒｅｃａｓｔ?ｏｆ?ｇｌｏｂａｌ?ｖｅｈｉｃｌｅ?ｃａｍｅｒａ?ｍａｒｋｅｔ?ｓｉｚｅ??１．４本論文的研究內(nèi)容及意義??高清全景環(huán)視系統(tǒng)又稱３６０°全景影像系統(tǒng)，為了生成３６０°的車輛周圍俯視圖，需??要在車輛周圍的四到八個位置安裝廣角鏡頭的環(huán)視攝像頭，以覆蓋車身周圍３６０°范??圍。通過對同一時間各路攝像頭傳輸?shù)膱D像信息的采集并處理，顯示出有完整的車身??俯視圖。因此，高清全景環(huán)視系統(tǒng)顯示圖像的清晰度、動態(tài)范圍等性能，完全取決于??環(huán)視攝像頭模組的優(yōu)劣。??高清環(huán)視攝像頭要求安裝在保險杠、行李箱蓋及左右側(cè)視鏡位置，以保證四個帶??廣角鏡頭的攝像頭能覆蓋車身周圍３６０°的范圍。由于環(huán)視攝像頭通常安裝在邊緣的位??置

由ｒａｗ?ｄａｔａ輸出的圖像畫面容易存在色度、亮度等方面的問題，需要將ｒａｗ?ｄａｔａ??傳輸入ＩＳＰ芯片做處理。??如圖２－］所示，部分ＣＣＤ／ＣＭＯＳ器件將ＩＳＰ模塊集成在內(nèi)部，則可以免去外加??ＩＳＰ器件，可以減少產(chǎn)品的成品，降低設(shè)計的難度；部分ＣＣＤ／ＣＭＯＳ器件并沒有在??內(nèi)部集成ＩＳＰ模塊，那么需要外加ＩＳＰ芯片，來對原始的圖像信號進(jìn)行處理。??？?ＣＭＯＳ單芯片設(shè)計方案??？?ＣＭＯＳ芯片＋１ＳＰ芯片設(shè)計方案??圖２－１?ＣＭＯＳ芯片設(shè)計方案??Ｆｉｇ．?２－１?ＣＭＯＳ?ｄｅｓｉｇｎ?ｓｃｈｅｍｅ??攝像頭的工作原理主要是：外部環(huán)境經(jīng)過鏡頭處理后形成的光學(xué)信號傳輸?shù)綀D??像傳感器上，由圖像傳感器轉(zhuǎn)化為模擬信號，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后變成數(shù)字信號。轉(zhuǎn)化??后的數(shù)字信號可以直接輸出，也可以傳輸入ＩＳＰ，由ＩＳＰ芯片處理后輸出，如圖２－２??所示。??光信號?模擬信號?數(shù)字信號?數(shù)字信號１０?口輸出???？圖像傳感器——？?Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)化一ＩＳＰ芯片——？??數(shù)字信號１０?口輸出???？??圖２－２攝像頭的工作原理??Ｆｉｇ．?２－２?Ｔｈｅ?ｏｐｅｒａｔｉｎｇ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ｃａｍｅｒａ??對于高清環(huán)視系統(tǒng)，由于其攝像頭安裝在保險杠、行李箱蓋及左右側(cè)視鏡位置，??距離主機(jī)板位置較遠(yuǎn)，信號的傳輸距離較長。為了避免信號在傳輸過程中受到干擾，??導(dǎo)致最后拼接得到的畫面出現(xiàn)畫面畸變、彩條等現(xiàn)象，需要選擇數(shù)字信號的串行傳??輸方式作為攝像頭模組的輸出方式。因此
【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 劉佳輝;基于AR0140 CMOS的車載高清環(huán)視方案設(shè)計與研究[D];天津科技大學(xué);2018年

本文編號：2887818