Caméra haute définition 1080P pour surveiller le comportement à l'intérieur des bus, caméra infrarouge grand angle de vision nocturne intelligente
Caméra de voiture: l'œil de la conduite autonome
Les caméras montées sur les voitures sont connues sous le nom de "yeux de la conduite autonome" et sont le principal équipement de détection du système ADAS et du domaine de la conduite autonome automobile.La fonction principale de la collecte d'informations d'image est à travers les lentilles et les capteurs d'image, qui peut réaliser une perception visuelle à 360° et compenser les lacunes du radar dans la reconnaissance d'objets.Les caméras montées sur les voitures sont largement utilisées dans le domaine de l'automobile, s'étendant progressivement de leur utilisation précoce pour l'enregistrement de la conduite, l'imagerie inverse,et de stationnement en vue entourant à la reconnaissance intelligente du comportement du poste de pilotage et à la conduite assistée par ADAS, avec des scénarios d'application de plus en plus divers.Le CR3 actuel de l'industrie mondiale des caméras automobiles est de 41%, les dix premières entreprises occupant 96% de la part de marché.L'Institut de données sur les pertes routières (HLDI) prévoit qu'en 2030, près de 50% des voitures seront équipées de la technologie ADAS.Selon ICVTank, l'échelle de l'industrie chinoise des caméras pour voitures devrait atteindre 23 milliards d'ici 2025, avec un TCAC de 30% au cours des cinq prochaines années;Le marché mondial des caméras automobiles devrait augmenter de 11.2 milliards en 2019 à 27 milliards de dollars en 2025, avec un TCAC sur 5 ans de 15,8%.La conduite automatique comprend la perception, le jugement et l'exécution, et la perception est la source de tout le processus et un module important du système de conduite automatique.Pendant le processus de conduite du véhicule, le système de perception recueillera les informations de l'environnement en temps réel à travers des capteurs, ce qui équivaut aux "yeux" d'un véhicule autonome,et peut aider le véhicule à atteindre la capacité d'observation similaire à celle d'un conducteur humain.Dans les véhicules autonomes, le système de perception est principalement composé de capteurs tels que des caméras, des radars à ondes millimétriques et du LiDAR (facultatif, principalement par peur d'être distrait).En tant que principal capteur de perception de l'environnement, la caméra joue un rôle très important dans la réalisation d'une perception visuelle complète à 360°, compensant les lacunes du radar dans la reconnaissance d'objets,et est le capteur le plus proche de la vision humainePar conséquent, les caméras dans les voitures sont l'un des dispositifs clés dans le domaine de la conduite autonome.
C'est quoi une caméra de voiture?La structure matérielle principale des caméras montées sur les voitures comprend des lentilles optiques (y compris des lentilles optiques, des filtres, des films de protection, etc.), des capteurs d'image, des processeurs de signaux d'image (ISP), des sérialisateurs, des capteurs de détection, des capteurs d'image, des capteurs d'image, des capteurs d'image, des capteurs d'image, des capteurs d'image, des capteurs d'image, des capteurs d'image, des capteurs d'image, des capteurs d'image, des capteurs d'image, des capteurs d'image, des capteurs d'image, des capteurs d'image, des capteurs d'image, des capteurs d'image, des capteurs d'image, des capteurs d'image, des capteurs d'image, des capteurs d'image, des capteurs d'image, des capteurs d'image, des capteurs d'image, des capteurs d'image, des capteurs d'image, des capteurs d'image, desconnecteursLe schéma schématique de sa structure est illustré sur la figure:
Anatomie du module de caméra monté sur une voitureL'image ci-dessus montre l'anatomie des modules de caméra couramment utilisés dans les voitures.Il y a en fait une conception relativement simple de plusieurs couches au milieu, comprenant généralement la carte de capteur du capteur, la petite carte du processeur d'image et la carte d'un sérialisateur.Pourquoi un sérialisateur est nécessaire est parce que généralement le bus de sortie de données d'image des capteurs de caméra ou des FAI est standard, caractérisée par une traversée à grande vitesse, mais la distance du bus de transmission est courte, sinon l'intégrité du signal ne peut être garantie.Donc sur le véhicule, nous devons le convertir à des normes de bus à grande vitesse comme GMSL qui sont adaptés pour la transmission longue distance sur le véhicule,donc le module de caméra se convertit généralement au bus à travers une carte sérieEn outre, les câbles coaxials peuvent être utilisés pour alimenter les modules et transmettre des données d'image.Lentille optique: responsable de la mise au point de la lumière et de la projection d'objets dans le champ de vision sur la surface du support d'imagerie.plusieurs couches de lentilles optiques peuvent être nécessairesLes filtres peuvent filtrer les bandes lumineuses qui ne sont pas visibles à l'œil humain, ne laissant que les bandes lumineuses visibles du paysage réel dans le champ de vision de l'œil humain.Capteur d'image: 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 imageIl est principalement divisé en deux types: CCD et CMOS.Processor de signal d'image ISP: utilise principalement une structure matérielle pour pré-traiter les données au format RAW de l'entrée de source d'image et de vidéo par le capteur d'image, qui peut être convertie en YCbCr et autres formats.Il peut également effectuer diverses tâches telles que la mise à l'échelle de l'image, l'exposition automatique, l'équilibre blanc automatique et la mise au point automatique.Serializer: Il transfère des données d'image traitées et peut être utilisé pour transférer divers types de données d'image telles que RGB et YUV.Connecteur: utilisé pour connecter une caméra fixe.Les caméras montées sur les voitures ont également des processus de fabrication et des exigences de fiabilité plus élevés que les caméras industrielles et commerciales.En raison du fait que les voitures doivent fonctionner dans des environnements difficiles pendant une longue période, les caméras montées sur les voitures doivent fonctionner de manière stable dans des conditions de travail complexes telles que des températures élevées et basses, de fortes vibrations et une humidité et une chaleur élevées.Les principales exigences en matière de fabrication par procédé sont les suivantes::
Exigences de processus pour les caméras montées sur les voituresRésistance aux températures élevées: la caméra montée sur la voiture doit pouvoir fonctionner normalement dans la plage de -40 °C à 85 °C et s'adapter à des changements de température drastiques;Résistance sismique: les véhicules peuvent générer de fortes vibrations lorsqu'ils circulent sur des routes accidentées, de sorte que la caméra embarquée doit être capable de résister à diverses intensités de vibrations;Anti-magnétique: lorsque le véhicule démarre, il génère des impulsions électromagnétiques extrêmement élevées, nécessitant un anti-magnétique extrêmement élevéles performances;Résistant à l'eau: l'appareil photo doit être bien scellé pour assurer une utilisation normale même après avoir été trempé dans l'eau de pluie pendant plusieurs jours;Durée de vie: la durée de vie doit être d'au moins 8 à 10 ans pour satisfaire aux prescriptions;Ultra grand angle: la caméra surround à vue latérale doit être ultra grand angle, avec un angle de vision horizontal de 135 °;Haute dynamique: le véhicule se déplace à grande vitesse, et l'environnement lumineux auquel la caméra est exposée change de façon spectaculaire et fréquente,pour les appareils de traitement de l'air,;Faible bruit: Il peut supprimer efficacement le bruit dans des conditions de faible luminosité, en particulier en nécessitant des caméras latérales et arrière pour capturer des images clairement même la nuit.
Paramètres clés de la tête de caméra avant intelligente du véhiculeDistance de détectionAngle de vue du champ de vision horizontalAngle de champ de vision verticalRésolution - Lorsque l'appareil photo capture des bandes noires et blanches uniformément espacées, le nombre maximum de lignes qui peuvent être vues sur l'écran (plus élevé que la résolution de l'appareil photo).Lorsque le nombre de lignes dépasse ce, seule une zone grise est visible sur l'écran et les bandes noires et blanches ne peuvent plus être distinguées.L'éclairage minimal - désigne la sensibilité du capteur d'image à la lumière ambiante, ou la lumière la plus sombre requise pour une image normale par le capteur d'image. 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.rapport signal/bruit - le rapport entre la tension du signal de sortie et la tension du bruit de sortie simultanément;Plage dynamique - Plage dans laquelle les valeurs de luminosité des objets les plus brillants et les plus sombres dans le même cadre capturé par la caméra peuvent afficher normalement les détails.Plus la plage dynamique est grande, plus les objets trop lumineux ou trop sombres peuvent être affichés normalement sur le même écran.
Quels sont les avantages par rapport à la technologie radar1) Les principaux avantages des caméras actuelles par rapport au radar à ondes millimétriques sont les suivants:Reconnaissance et classification des cibles - Actuellement, le radar d'onde millimétrique 3D ordinaire ne peut détecter que s'il y a des obstacles devant,et ne peut pas identifier avec précision la taille et la catégorie des obstaclesPar exemple, différents types de reconnaissance de voie, de reconnaissance de feux de circulation et de reconnaissance de panneaux de signalisation;Détection de l'espace passable, séparation des limites sûres (zones conduites) du mouvement des véhicules, principalement les véhicules de séparation, les bords ordinaires du bord de la route, les bords du trottoir,limites visibles sans obstacles, et les frontières inconnues;La capacité de détecter des cibles en mouvement horizontal, telles que la détection et le suivi des piétons et des véhicules traversant des intersections;Le radar à ondes millimétriques est actuellement utilisé, mais la technologie est plus mature et présente plus de perspectives d'application.2) Dans le système de conduite automatique, le radar laser est similaire à la caméra, mais ses avantages sont:Reconnaissance des feux de circulation et reconnaissance des panneaux de signalisationL'avantage en termes de coûts et la maturité élevée des algorithmes et des technologiesTaux élevé de reconnaissance d'objets
À l'heure actuelle, les caméras montées sur les voitures sont principalement divisées en cinq catégories en fonction de leur emplacement d'installation: caméras de vue avant, caméras de vue surround, caméras de vue arrière, caméras de vue latérale,et caméras intégrées.
Caméra frontale: principalement installée sur le pare-brise avant pour obtenir des fonctions de perception visuelle et de reconnaissance pendant la conduite.caméra à angle étroit à vue avant, et la caméra grand angle de vue avant selon leurs fonctions.
Caméra principale orientée vers l'avant: Cette caméra est utilisée comme caméra principale dans le système ADAS de L2. Les angles de vue du champ sont généralement de 30 °, 50 °, 60 °, 100 ° et 120 °,et la distance de détection est généralement de 150 à 170 mètresLe format de sortie de la caméra.
Caméra grand angle orientée vers l'avant: La fonction principale de cette caméra est de reconnaître les objets proches à distance, principalement utilisés dans les conditions routières urbaines, la conduite à basse vitesse et d'autres scènes.Son angle de champ de vision est compris entre 120 ° et 150 °.Après l'installation à grande échelle de l'objectif 8MP dans les véhicules suivants, cette caméra n'est plus nécessaire.
Caméra à angle étroit de vue avant: La fonction principale de cette caméra est de reconnaître des cibles telles que les feux de circulation et les piétons.et les lentilles autour de 30-40 ° peuvent être sélectionnésEt les pixels de cet objectif sont généralement les mêmes que ceux de l'appareil photo principal orienté vers l'avant.et peut généralement détecter jusqu'à 250 mètres ou même plus de distances.
Après l'installation d'une caméra de 8 MP, la FOV de la caméra principale frontale peut atteindre 120 °, ce qui n'est peut-être plus nécessaire.
Caméra de contour: installée principalement autour du corps du véhicule, utilisant généralement 4 à 8 caméras, qui peuvent être divisées en caméra orientée vers l'avant, caméra orientée vers la gauche, caméra orientée vers la droite,et caméra à œil de poisson à l' arrière. Utilisé pour afficher la fonction de vue panoramique panoramique, ainsi que la perception visuelle et la détection d'objets intégrant la fonction de stationnement;La matrice de couleur couramment utilisée est parce qu'il y a un besoin de restauration de la couleur.
Caméra d'observation arrière: généralement installée sur le coffre, principalement pour l'assistance au stationnement.
Caméra de vue avant latérale: installée sur le pilier B ou le rétroviseur du véhicule, l'angle de vue de cette caméra est généralement de 90 ° à 100 ° et la distance de détection est d'environ 80 mètres.La fonction principale de cette caméra est de détecter les véhicules latéraux et les bicyclettes.Caméra de vue latérale et arrière: généralement installée sur l'aile avant du véhicule, l'angle de vue de cette caméra est généralement d'environ 90 ° et la distance de détection est également d'environ 80 mètres.Il est principalement utilisé pour des applications de scène telles que le changement de voie des véhicules et la fusion avec d'autres routes.Caméra intégrée: principalement utilisée pour surveiller l'état du conducteur et obtenir des rappels de fatigue et d'autres fonctions.Parmi eux, le prix des caméras à vue frontale est relativement élevé, et le prix actuel du marché est compris entre 300 et 500 yuans; les prix des autres caméras sont autour de 150-200 yuans.
Du plan, nous pouvons voir que les 8 caméras sont liées au système de conduite, qui est étroitement lié au plan de conduite autonome pur qui a été promu sans compter sur LiDAR.Le plus grand avantage de ce plan est sa rentabilité élevéeEn utilisant une caméra très peu coûteuse développée par l'entreprise elle-même, un niveau de conduite autonome a été atteint.Le plus grand avantage de cette solution, qui utilise plusieurs caméras, est sa grande évolutivité.sa fonction de conduite autonome a une très bonne compatibilité et évolutivité.Grâce à ce modèle de capteur, un niveau de fonction de conduite autonome avec une bonne expérience a été atteint,y compris la fonction de conduite autonome à grande vitesse (NGP) et de stationnement par mémoire de stationnement très distinctive.La Classe S est un représentant des solutions traditionnelles OEM, et la solution de caméra stéréo binoculaire est le plus grand avantage de la Classe S Mercedes-Benz.Les caméras binoculaires peuvent calculer le mouvement de la cible détectée actuellement dans la zone X, Y et Z coordonnées, déterminent la posture et le type de la cible détectée, et l'effet d'expérience de la fonction ADAS de Mercedes Benz au niveau L2 est également meilleur que les deux autres.Dans l'analyse des solutions de caméras pour les modèles de voitures produites en série, nous avons constaté qu'elles utilisaient toutes des caméras de pixels moyens à faibles pour atteindre des fonctions de conduite autonome.
Saitemei Security Electronics Co., Ltd. Chaîne de l'industrie des caméras de voitureLa chaîne de l'industrie des caméras automobiles comprend principalement trois maillons principaux: les matériaux en amont, les composants intermédiaires et les produits en aval.Les matériaux en amont tels que les lentilles optiques, les filtres et les films de protection sont utilisés pour fabriquer des ensembles de lentilles, tandis que les wafers sont utilisés pour fabriquer des puces CMOS et des processeurs de signaux DSP;Monter le groupe de lentilles à mi-courant, les puces CMOS et les matériaux adhésifs dans des modules, et les emballer avec des processeurs de signaux DSP dans des produits de caméra.À ce niveau de la chaîne industrielle, les fournisseurs en amont peuvent déjà fournir des produits de caméra complets aux clients en aval des véhicules ou des fournisseurs de premier niveau.les caméras et les algorithmes logiciels constituent ensemble une solution de caméra de voiture, qui s'applique aux véhicules autonomes.À l'heure actuelle, les sociétés ayant une part de marché importante sur le marché des caméras de voiture sont toutes des principaux fournisseurs mondiaux de composants de premier ordre,et les clients en aval couvrent essentiellement les grandes entreprises mondiales de véhicules.
Le rapport valeur/coût le plus élevé des caméras de voiture est le CMOS, qui atteint 52%; les emballages de modules représentent 20% et les lentilles optiques 19%.
Puce CMOSLe CMOS (CIS sensor) est la principale solution de composants photosensibles pour les appareils photo de voiture.mais c'est moins cher et plus économe en énergie, ce qui le rend largement apprécié dans le domaine des caméras de voiture avec de faibles besoins en pixels.
Structure de base des capteurs d'imageLe capteur d'image est divisé en une zone photosensible (Firecore), des fils de liaison, un circuit interne et un substrat.La zone photosensible est un ensemble de pixels composé de plusieurs points de pixelsLorsque les signaux lumineux obtenus à partir de chaque pixel sont rassemblés, ils forment une image complète.
Diagramme de section de la puce CMOS
En raison des différents angles de lumière qui pénètrent dans chaque pixel, une micro-lentille est ajoutée à la surface de chaque pixel pour corriger l'angle de lumière,permettant à la lumière de pénétrer verticalement dans la surface de l'élément photosensibleC'est le concept d'une puce, qui doit être maintenue à une légère déviation de la lentille
En termes d'architecture de circuit, nous incorporons un capteur d'image comme une boîte noire qui convertit les signaux lumineux en signaux électriques.donnéesIl peut être compris simplement comme le Firecore qui convertit les signaux lumineux en signaux électriques,qui sont traités et codés par le circuit logique dans la boîte noire, puis en sortant par une interface de données.
En raison du processus de conception de la couche de pixels dans les puces CMOS étant similaire aux puces analogiques, il existe des exigences élevées pour les processus de fabricationLes principaux fournisseurs.La technologie de production et de fabrication des CMOS est élevée et, du point de vue du marché mondial, elle est actuellement principalement occupée par des entreprises financées par l'étranger.D'un point de vue du paysage concurrentiel, Saitemei occupe la première place avec une part de marché de 36%, suivie de près par l'entreprise nationale Huoxin Technology avec une part de marché de 22%.avec une forte concentration dans l'industrieL'entreprise nationale Saitemei Security Electronics Co., Ltd. est devenue une entreprise leader dans ce domaine.