發(fā)布時(shí)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(shí)容易發(fā)生碰撞、摩擦等事故。人們意識(shí)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(yùn)而生。車載環(huán)視系統(tǒng)可以通過車輛周圍的四個(gè)帶廣角鏡頭的攝像頭模組采集實(shí)時(shí)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(jì)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(jì)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(cè)試及眼圖測(cè)試等汽車電子的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試項(xiàng)目。本文首先介紹了高清環(huán)視攝像頭的特點(diǎn)及實(shí)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(shí)針對(duì)POC接口以及高速信號(hào)傳輸?shù)脑O(shè)計(jì)要求,完成了電路原理圖及PCB板的設(shè)計(jì)。其次,對(duì)設(shè)計(jì)完成的攝像頭模組進(jìn)行EMC測(cè)試及眼圖測(cè)試,根據(jù)測(cè)試結(jié)果對(duì)設(shè)計(jì)方案作出整改,使攝像頭模組滿足汽車電子的測(cè)試要求。接著,本文對(duì)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(huì)對(duì)主機(jī)板與攝像頭模組之間的通信造成延時(shí),本文采用的IIC通信協(xié)議解決了延時(shí)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(duì)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(shí)際應(yīng)用。綜上所述,本次研究設(shè)計(jì)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(jí)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(yàn)和感??覺去判斷道路情況，這是非常危險(xiǎn)的。因此，車載全景環(huán)視系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(cè)到更多的周圍環(huán)境情況。前視攝像頭模組可以實(shí)現(xiàn)夜視、車道偏離預(yù)警、碰??撞預(yù)警、交通信號(hào)識(shí)別、行人探測(cè)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(shí)現(xiàn)車身兩側(cè)的盲Ｅ檢測(cè)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(cè)，為駕駛員倒車及自動(dòng)泊車提供了便利，并且還能對(duì)車輛的??后蓋進(jìn)行監(jiān)測(cè)。??側(cè)視??－盲區(qū)檢測(cè)??鉍＇?－變道輔助???后視?？夜視??．泊個(gè)稱獅ｄ?■離預(yù)萇??？自車———?扁攛戌轚??？服龍?＿＿＿＾?々通（，號(hào)識(shí)別??？后紐制?七人探測(cè)??－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(gè)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(duì)４幅采集到的圖像做拼接處理，以實(shí)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(duì)措施以避免交通事故的??發(fā)生。??１??

場(chǎng)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(dòng)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(chǎng)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(chǎng)的發(fā)展預(yù)測(cè)，可以看出在２０１８年后車載攝像頭市場(chǎng)仍然會(huì)急劇上升，預(yù)計(jì)在２０２０??年達(dá)到７９億美元的市場(chǎng)規(guī)模。??全球車載攝像頭市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)??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(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)??Ｆｉｇ．?１－２?Ｔｈｅ?ｆｏｒｅｃａｓｔ?ｏｆ?ｇｌｏｂａｌ?ｖｅｈｉｃｌｅ?ｃａｍｅｒａ?ｍａｒｋｅｔ?ｓｉｚｅ??１．４本論文的研究?jī)?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(gè)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(duì)同一時(shí)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(dòng)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(xiǎn)杠、行李箱蓋及左右側(cè)視鏡位置，以保證四個(gè)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(jì)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(duì)原始的圖像信號(hào)進(jìn)行處理。??？?ＣＭＯＳ單芯片設(shè)計(jì)方案??？?ＣＭＯＳ芯片＋１ＳＰ芯片設(shè)計(jì)方案??圖２－１?ＣＭＯＳ芯片設(shè)計(jì)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(hào)傳輸?shù)綀D??像傳感器上，由圖像傳感器轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后變成數(shù)字信號(hào)。轉(zhuǎn)化??后的數(shù)字信號(hào)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(hào)?模擬信號(hào)?數(shù)字信號(hào)?數(shù)字信號(hào)１０?口輸出???？圖像傳感器——？?Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)化一ＩＳＰ芯片——？??數(shù)字信號(hào)１０?口輸出???？??圖２－２攝像頭的工作原理??Ｆｉｇ．?２－２?Ｔｈｅ?ｏｐｅｒａｔｉｎｇ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｏｆ?ｃａｍｅｒａ??對(duì)于高清環(huán)視系統(tǒng)，由于其攝像頭安裝在保險(xiǎn)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(hào)的傳輸距離較長(zhǎng)。為了避免信號(hào)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(hào)的串行傳??輸方式作為攝像頭模組的輸出方式。因此
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1 劉佳輝;基于AR0140 CMOS的車載高清環(huán)視方案設(shè)計(jì)與研究[D];天津科技大學(xué);2018年

本文編號(hào)：2887818