Telecamera ad alta definizione 1080P per il monitoraggio del comportamento all'interno degli autobus, telecamera a infrarossi a grande angolo per visione notturna intelligente
Telecamera per auto: occhio per la guida autonoma
Le telecamere montate sulle auto sono conosciute come gli "occhi della guida autonoma" e rappresentano l'apparecchiatura di rilevamento principale nel sistema ADAS e nel campo della guida autonoma automobilistica. La funzione principale di raccolta delle informazioni sull'immagine avviene attraverso l'obiettivo e i sensori di immagine, che possono ottenere una percezione visiva a 360° e compensare le carenze del radar nel riconoscimento degli oggetti. È il sensore più vicino alla visione umana.Le telecamere montate sulle auto sono ampiamente utilizzate nel settore automobilistico, estendendosi gradualmente dall'uso iniziale per la registrazione della guida, l'imaging in retromarcia e la visualizzazione dell'area di parcheggio al riconoscimento intelligente del comportamento dell'abitacolo e alla guida assistita ADAS, con scenari applicativi sempre più diversificati.L’attuale CR3 del settore globale delle fotocamere per auto è pari al 41%, con le prime dieci aziende che occupano il 96% della quota di mercato. La concentrazione dell’industria globale delle telecamere per auto è ad un livello elevato.L’Highway Loss Data Institute (HLDI) prevede che entro il 2030 quasi il 50% delle auto sarà dotata della tecnologia ADAS.Secondo ICVTank, si prevede che la dimensione del settore cinese delle fotocamere per auto raggiungerà i 23 miliardi entro il 2025, con un CAGR del 30% nei prossimi cinque anni; Si prevede che il mercato globale delle fotocamere per auto crescerà da 11,2 miliardi di dollari nel 2019 a 27 miliardi di dollari nel 2025, con un CAGR a 5 anni del 15,8%.La guida automatica include percezione, giudizio ed esecuzione, e la percezione è la fonte dell'intero processo e un modulo importante del sistema di guida automatica. Durante il processo di guida del veicolo, il sistema di percezione raccoglierà informazioni sull'ambiente circostante in tempo reale attraverso sensori, che equivalgono agli "occhi" di un veicolo autonomo, e può aiutare il veicolo a raggiungere una capacità di osservazione simile a quella di un conducente umano.Nei veicoli autonomi, il sistema di percezione è composto principalmente da sensori come telecamere, radar a onde millimetriche e LiDAR (opzionali, principalmente per paura di distrarsi). In quanto principale sensore di percezione ambientale, la fotocamera svolge un ruolo molto importante nel raggiungimento di una percezione visiva completa a 360°, compensando le carenze del radar nel riconoscimento degli oggetti ed è il sensore più vicino alla visione umana. Pertanto, le telecamere delle auto sono uno dei dispositivi chiave nel campo della guida autonoma.
Cos'è una telecamera per auto?La struttura hardware principale delle fotocamere montate su auto comprende obiettivi ottici (compresi obiettivi ottici, filtri, pellicole protettive, ecc.), sensori di immagine, processori di segnale di immagine (ISP), serializzatori, connettori e altri componenti. Il diagramma schematico della sua struttura è mostrato in figura:
Anatomia del modulo telecamera montato sull'autoL'immagine sopra mostra l'anatomia dei moduli fotocamera comunemente utilizzati nelle automobili. Oltre al guscio di alluminio più esterno, all'anello di tenuta e alla lente, in realtà esiste un design relativamente semplice composto da diversi strati al centro, che di solito includono la scheda del sensore, la piccola scheda del processore di immagini e la scheda di un serializzatore. Il motivo per cui è necessario un serializzatore è perché solitamente il bus di uscita dei dati immagine dei sensori della fotocamera o degli ISP è standard, caratterizzato da attraversamento ad alta velocità, ma la distanza del bus di trasmissione è breve, altrimenti l'integrità del segnale non può essere garantita.Quindi, sul veicolo, dobbiamo convertirlo agli standard di bus ad alta velocità come GMSL che sono adatti per la trasmissione a lunga distanza sul veicolo, quindi il modulo della telecamera solitamente si converte nel bus tramite una scheda seriale. Inoltre, è possibile utilizzare cavi coassiali per fornire alimentazione ai moduli e trasmettere dati immagine.Lente ottica: responsabile della focalizzazione della luce e della proiezione di oggetti nel campo visivo sulla superficie del supporto di imaging. A seconda dei requisiti dell'effetto immagine, potrebbero essere necessari più strati di lenti ottiche. I filtri possono filtrare le bande di luce che non sono visibili all'occhio umano, lasciando solo le bande di luce visibili dello scenario reale nel campo visivo dell'occhio umano.Sensore di immagine: i sensori di immagine possono utilizzare la funzione di conversione fotoelettrica dei dispositivi fotoelettrici per convertire l'immagine luminosa sulla superficie fotosensibile in un segnale elettrico proporzionale all'immagine luminosa. Si divide principalmente in due tipologie: CCD e CMOS.Processore del segnale di immagine ISP: utilizza principalmente la struttura hardware per preelaborare i dati in formato RAW dell'immagine e della sorgente video immessi dal sensore di immagine, che possono essere convertiti in YCbCr e altri formati. Può anche eseguire varie attività come il ridimensionamento delle immagini, l'esposizione automatica, il bilanciamento automatico del bianco e la messa a fuoco automatica.Serializzatore: trasferisce i dati di immagine elaborati e può essere utilizzato per trasferire vari tipi di dati di immagine come RGB e YUV.Connettore: utilizzato per collegare una telecamera fissa.Le telecamere montate sulle auto hanno inoltre processi di produzione e requisiti di affidabilità più elevati rispetto alle telecamere industriali e commerciali. Dato che le auto devono funzionare a lungo in ambienti difficili, le telecamere montate sull'auto devono funzionare stabilmente in condizioni di lavoro complesse come temperature alte e basse, forti vibrazioni, umidità e calore elevati. I requisiti principali per la produzione di processo sono i seguenti:
Requisiti di processo per le telecamere montate su autoResistenza alle alte temperature: la telecamera montata sull'auto deve essere in grado di funzionare normalmente nell'intervallo compreso tra -40 ℃ e 85 ℃ e adattarsi a drastici cambiamenti di temperatura;Resistenza sismica: i veicoli possono generare forti vibrazioni durante la guida su strade sconnesse, quindi la telecamera di bordo deve essere in grado di resistere a vibrazioni di varia intensità;Antimagnetico: quando il veicolo si avvia, genererà impulsi elettromagnetici estremamente elevati, che richiedono un'antimagneticità estremamente elevataprestazione;Impermeabile: la fotocamera deve essere sigillata ermeticamente per garantirne il normale utilizzo anche dopo essere stata immersa nell'acqua piovana per diversi giorni;Durata di servizio: la durata di servizio deve essere di almeno 8-10 anni per soddisfare i requisiti;Ultra grandangolare: la telecamera surround con vista laterale deve essere ultra grandangolare, con un angolo di visione orizzontale di 135°;Alta dinamica: il veicolo viaggia ad alta velocità e l'ambiente di illuminazione in cui si trova la telecamera cambia in modo drammatico e frequente, richiedendo che il CMOS della telecamera abbia elevate caratteristiche dinamiche;Basso rumore: può sopprimere efficacemente il rumore in condizioni di scarsa illuminazione, in particolare richiedendo telecamere laterali e posteriori per catturare immagini chiaramente anche di notte.
Parametri chiave della testa della telecamera anteriore intelligente del veicoloDistanza di rilevamentoAngolo del campo visivo orizzontaleAngolo del campo visivo verticaleRisoluzione: quando la fotocamera acquisisce strisce bianche e nere equidistanti, il numero massimo di linee visibili sul monitor (superiore alla risoluzione della fotocamera). Quando il numero di linee supera questo limite, sullo schermo è visibile solo un'area grigia e non è più possibile distinguere le strisce bianche e nere.Illuminazione minima: si riferisce alla sensibilità del sensore di immagine alla luce ambientale o alla luce più scura richiesta dal sensore di immagine per la normale acquisizione delle immagini. È il valore di illuminamento della scena quando il livello del segnale video della telecamera è inferiore alla metà dell'ampiezza massima del segnale standard quando l'illuminazione del soggetto diminuisce gradualmente.Rapporto segnale-rumore: il rapporto tra la tensione del segnale di uscita e la tensione di rumore in uscita simultaneamente;Gamma dinamica: l'intervallo entro il quale i valori di luminosità degli oggetti più luminosi e più scuri all'interno dello stesso fotogramma catturato dalla fotocamera possono visualizzare normalmente i dettagli. Maggiore è la gamma dinamica, maggiore sarà il grado in cui gli oggetti troppo luminosi o troppo scuri potranno essere visualizzati normalmente sullo stesso schermo.
Quali sono i vantaggi rispetto alla tecnologia radar1) Rispetto ai radar a onde millimetriche, i principali vantaggi delle attuali telecamere sono:Riconoscimento e classificazione del bersaglio - Attualmente, il normale radar 3D a onde millimetriche può solo rilevare se ci sono ostacoli davanti a sé e non può identificare con precisione la dimensione e la categoria degli ostacoli; Ad esempio, vari tipi di riconoscimento della corsia, riconoscimento dei semafori e riconoscimento dei segnali stradali;Rilevamento dello spazio transitabile, divisione dei confini sicuri (aree percorribili) del movimento dei veicoli, principalmente divisione dei veicoli, bordi stradali ordinari, bordi dei marciapiedi, confini visibili senza ostacoli e confini sconosciuti;La capacità di rilevare bersagli che si muovono orizzontalmente, come rilevare e tracciare pedoni e veicoli che attraversano incroci;Posizionamento e creazione di mappe: ovvero tecnologia. Sebbene attualmente venga utilizzato il radar a onde millimetriche, la tecnologia è più matura e ha maggiori prospettive di applicazione;2) Nel sistema di guida automatica, il radar laser è simile alla telecamera, ma i suoi vantaggi sono:Riconoscimento dei semafori e riconoscimento dei segnali stradaliVantaggio in termini di costi ed elevata maturità di algoritmi e tecnologieElevato tasso di riconoscimento degli oggetti
Al momento, le telecamere montate sull'auto sono principalmente divise in cinque categorie in base alla posizione di installazione: telecamere per la visione frontale, telecamere per la visione surround, telecamere per la visione posteriore, telecamere per la visione laterale e telecamere integrate.
Telecamera per la vista frontale: installata principalmente sul parabrezza anteriore per ottenere funzioni di percezione visiva e riconoscimento durante la guida. Può essere divisa in fotocamera principale con vista frontale, fotocamera ad angolo stretto con vista frontale e fotocamera grandangolare con vista frontale in base alle loro funzioni.
Fotocamera principale frontale: questa fotocamera viene utilizzata come fotocamera principale nel sistema ADAS di L2. Gli angoli del campo visivo sono generalmente 30°, 50°, 60°, 100° e 120° e la distanza di rilevamento è generalmente di 150-170 metri. Il formato di output della fotocamera.
Fotocamera grandangolare lungimirante: la funzione principale di questa fotocamera è riconoscere oggetti ravvicinati, utilizzati principalmente in condizioni stradali urbane, guida a bassa velocità e altre scene. Il suo angolo di campo visivo è compreso tra 120° e 150° e la distanza di rilevamento è di circa 50 metri. Dopo l'installazione su larga scala dell'obiettivo da 8 MP nei veicoli successivi, questa fotocamera non sarà più necessaria.
Telecamera ad angolo stretto per vista frontale: la funzione principale di questa telecamera è riconoscere obiettivi come semafori e pedoni. Generalmente vengono utilizzati obiettivi ad angolo stretto e possono essere selezionati obiettivi intorno a 30-40°. E i pixel di questo obiettivo sono generalmente gli stessi di quelli della fotocamera principale frontale. La fotocamera adotta un angolo stretto, ha una densità di pixel più elevata e una distanza di rilevamento più ampia e generalmente può rilevare fino a 250 metri o anche distanze maggiori.
Dopo aver installato una fotocamera da 8 MP, il FOV della fotocamera principale frontale può raggiungere 120°, il che potrebbe non essere più necessario. La distanza di rilevamento è di circa 60 metri.
Telecamera surround: installata principalmente attorno alla carrozzeria del veicolo, solitamente utilizzando 4-8 telecamere, che possono essere suddivise in telecamera fisheye rivolta in avanti, telecamera fisheye rivolta a sinistra, telecamera fisheye rivolta a destra e telecamera fisheye rivolta all'indietro. Utilizzato per visualizzare la funzione di vista panoramica panoramica, nonché la percezione visiva e il rilevamento di oggetti che integrano la funzione di parcheggio; La matrice colore comunemente utilizzata è perché è necessario ripristinare il colore.
Telecamera posteriore: generalmente installata sul bagagliaio, principalmente per l'assistenza al parcheggio. L'angolo del campo visivo è compreso tra 120 e 140 gradi e la distanza di rilevamento è di circa 50 metri.
Telecamera per vista frontale laterale: installata sul montante B o sullo specchietto retrovisore del veicolo, l'angolo di campo visivo di questa telecamera è generalmente di 90°-100° e la distanza di rilevamento è di circa 80 metri. La funzione principale di questa telecamera è rilevare veicoli laterali e biciclette.Telecamera laterale e posteriore: generalmente installata sul parafango anteriore del veicolo, l'angolo di campo visivo di questa telecamera è generalmente di circa 90° e anche la distanza di rilevamento è di circa 80 metri. Viene utilizzato principalmente per applicazioni di scena come il cambio di corsia del veicolo e l'immissione in altre strade.Fotocamera integrata: utilizzata principalmente per monitorare lo stato del conducente e ottenere promemoria sulla fatica e altre funzioni.Tra questi, il prezzo delle telecamere frontali è relativamente alto e l'attuale prezzo di mercato è compreso tra 300 e 500 yuan; I prezzi delle altre fotocamere si aggirano intorno ai 150-200 yuan.
Dalla pianta possiamo vedere che tutte e 8 le telecamere sono legate al sistema di guida, che è strettamente correlato al puro piano di guida autonoma promosso senza fare affidamento su LiDAR. Il più grande vantaggio di questo piano è il suo elevato rapporto costo-efficacia. Utilizzando una telecamera sviluppata internamente a un costo molto basso, è stato raggiunto un livello di guida autonoma.Il più grande vantaggio di questa soluzione, che utilizza più telecamere, è la sua forte scalabilità. Nella fase iniziale della progettazione, i costi dell'hardware devono essere aumentati, ma nella fase successiva, la sua funzione di guida autonoma ha un'ottima compatibilità e scalabilità.Attraverso questo modello di sensore, è stato raggiunto un livello di funzione di guida autonoma con una buona esperienza, inclusa la guida con navigazione autonoma ad alta velocità (NGP) altamente distintiva e la funzione di parcheggio con memoria di parcheggio.La Classe S è rappresentativa delle tradizionali soluzioni OEM e la soluzione della telecamera stereo binoculare è il più grande vantaggio della Mercedes Benz Classe S. Rispetto alle telecamere monoculari, le telecamere binoculari possono calcolare il movimento del bersaglio attualmente rilevato nelle coordinate X, Y e Z, determinare la postura e il tipo del bersaglio rilevato e l'effetto dell'esperienza della funzione ADAS di Mercedes Benz a livello L2 è anche meglio degli altri due.Nell'analisi delle soluzioni di telecamere per modelli di auto prodotti in serie, abbiamo scoperto che tutti utilizzano telecamere con pixel medio-bassi per ottenere funzioni di guida autonoma.
Saitemei Security Electronics Co., Ltd. Catena industriale delle telecamere per autoLa catena del settore delle fotocamere automobilistiche coinvolge principalmente tre anelli principali: materiali a monte, componenti intermedi e prodotti a valle.Materiali a monte come lenti ottiche, filtri e pellicole protettive vengono utilizzati per produrre gruppi di lenti, mentre i wafer vengono utilizzati per produrre chip CMOS e processori di segnale DSP; Assemblare il gruppo obiettivo midstream, i chip CMOS e i materiali adesivi in moduli e assemblarli con processori di segnale DSP nei prodotti della fotocamera.A questo livello della catena industriale, i fornitori a monte possono già fornire prodotti fotografici completi ai veicoli a valle o ai clienti fornitori di primo livello. Nella catena industriale delle telecamere per auto, le telecamere e gli algoritmi software costituiscono insieme una soluzione per telecamere per auto, che viene applicata ai veicoli autonomi.Al momento, le aziende con un’ampia quota di mercato nel mercato delle telecamere per auto sono tutte fornitori leader di componenti di primo livello a livello mondiale, e i clienti a valle coprono sostanzialmente le principali società automobilistiche globali.
CMOS ha il più alto rapporto valore/costo nelle telecamere per auto, raggiungendo il 52%; L'imballaggio dei moduli rappresenta il 20% e le lenti ottiche rappresentano il 19%.
Chip CMOSCMOS (sensore CIS) è la soluzione di componente fotosensibile tradizionale per le fotocamere delle auto. Rispetto ai componenti fotosensibili CCD, il CMOS ha una qualità dell'immagine leggermente inferiore, ma è economico e più efficiente dal punto di vista energetico, il che lo rende ampiamente preferito nel campo delle fotocamere per auto con requisiti di pixel ridotti.
Struttura di base dei sensori di immagineIl sensore di immagine è suddiviso in un'area fotosensibile (Firecore), fili di collegamento, circuito interno e substrato dall'aspetto. L'area fotosensibile è una matrice di pixel singoli composta da più punti di pixel singoli. Quando i segnali luminosi ottenuti da ciascun pixel vengono raccolti insieme, formano un'immagine completa.
Schema in sezione del chip CMOS
A causa dei diversi angoli di luce che entrano in ogni singolo pixel, sulla superficie di ogni singolo pixel viene aggiunta una microlente per correggere l'angolo di luce, consentendo alla luce di entrare verticalmente nella superficie dell'elemento fotosensibile. Questo è il concetto di un chip, che deve essere mantenuto entro una leggera deviazione dall'obiettivo
In termini di architettura del circuito, incorporiamo un sensore di immagine come una scatola oscura che converte i segnali luminosi in segnali elettrici. I componenti esterni della scatola oscura in genere includono circuiti di alimentazione, dati, orologio, comunicazione, controllo e sincronizzazione. Può essere semplicemente inteso come il Firecore che converte i segnali luminosi in segnali elettrici, che vengono elaborati e codificati dal circuito logico nella scatola oscura e quindi emessi attraverso un'interfaccia dati.
Dato che il processo di progettazione dello strato di pixel nei chip CMOS è simile ai chip analogici, ci sono requisiti elevati per i processi di produzionePrincipali fornitori.La tecnologia di produzione e fabbricazione di CMOS è elevata e, dal punto di vista del mercato globale, è attualmente occupata principalmente da imprese finanziate dall'estero. Dal punto di vista competitivo, Saitemei detiene il primo posto con una quota di mercato del 36%, seguita da vicino dall'impresa nazionale Huoxin Technology con una quota di mercato del 22%. I fornitori globali rappresentano oltre il 65%, con un’elevata concentrazione del settore. L'impresa nazionale Saitemei Security Electronics Co., Ltd. è diventata un'impresa leader nel settore.
Il tuo messaggio deve contenere da 20 a 3000 caratteri!
