為什么攝像頭接口對(duì)ADAS系統(tǒng)設(shè)計(jì)至關(guān)重要

看到周圍的環(huán)境

無(wú)論是汽車還是公共汽車，自動(dòng)駕駛汽車都需要攝像頭、雷達(dá)，也許還需要激光雷達(dá)來(lái)感知周圍的完整環(huán)境。使用這些傳感器的組合，車輛的高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）可以檢測(cè)車輛所有四個(gè)側(cè)面的世界。多個(gè)攝像機(jī)（少則五個(gè)，但通常多達(dá)八個(gè)）是系統(tǒng)的關(guān)鍵。前置和后置攝像頭需要靈敏度和快速響應(yīng)，以幫助交叉交通和碰撞檢測(cè)，并迅速成為許多汽車和SUV的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。所有環(huán)視攝像頭的組合為緊急制動(dòng)輔助、自適應(yīng)巡航控制、盲點(diǎn)檢測(cè)、后方交叉路口警報(bào)、車道偏離警告/自動(dòng)車道保持以及即將推出的交通標(biāo)志識(shí)別提供可靠的信息，因此您永遠(yuǎn)不會(huì)超過(guò)公布的速度限制。

基本攝像系統(tǒng)

例如，特斯拉汽車上的最新硬件套件使用NVIDIA Drive PX 2處理平臺(tái)，該平臺(tái)從八個(gè)攝像頭，超聲波傳感器和雷達(dá)系統(tǒng)中獲取數(shù)據(jù)。該平臺(tái)從用于AutoCruise功能的手掌大小的節(jié)能模塊擴(kuò)展到能夠完全自動(dòng)駕駛的強(qiáng)大AI超級(jí)計(jì)算機(jī)。該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)了解車輛周圍發(fā)生的事情，在高清地圖上精確定位自己，并規(guī)劃安全的前進(jìn)路徑。它結(jié)合了深度學(xué)習(xí)、傳感器融合和環(huán)繞視覺，以改變駕駛體驗(yàn)。

攝像頭系統(tǒng)的性能對(duì)于安全輔助或自動(dòng)駕駛汽車至關(guān)重要。當(dāng)然，攝像頭分布在車輛周圍，通常與CPU相距甚遠(yuǎn)。它們的性能水平?jīng)Q定了ADAS可以看到物體的距離、可檢測(cè)到物體的尺寸以及信息可用的速度，具體取決于分辨率、動(dòng)態(tài)范圍和幀速率。鑒于來(lái)自這些設(shè)備的信息的關(guān)鍵性質(zhì)，它們無(wú)法容忍高錯(cuò)誤率。它們還具有非常高的數(shù)據(jù)速率。在環(huán)視系統(tǒng)中，每個(gè)攝像頭通常具有分辨率為1280×800像素、幀刷新率為30 f/s的視頻流。

汽車世界使用許多總線或網(wǎng)絡(luò)，包括CAN，LIN，F(xiàn)lexRay，MOST，LVDS和以太網(wǎng)。但是視頻鏈路所需的數(shù)據(jù)速率排除了所有這些方法的使用，LVDS和以太網(wǎng)除外。

更好的解決方案

在千兆多媒體串行鏈路（GMSL）中可以找到更好的解決方案，它提供了以太網(wǎng)的無(wú)壓縮替代方案。因此，與以太網(wǎng)相比，GMSL 的數(shù)據(jù)速率提高了 10 倍，布線成本降低了 50%，EMC更好。Maxim提供MAX96707和MAX96708 GMSL串行器/解串器芯片，它們使用電流模式邏輯（CML）實(shí)現(xiàn)非常高的抗擾度，可通過(guò)低成本50 Ω同軸電纜或100 Ω雙絞線電纜發(fā)送長(zhǎng)達(dá)15m的數(shù)據(jù)。它們以高達(dá) 1.74Gbps 的串行比特率與百萬(wàn)像素相機(jī)配合使用。相機(jī)數(shù)據(jù)時(shí)鐘為 12.5MHz 至 87MHz，12 位 + H/V 數(shù)據(jù)或 36.66MHz 至 116MHz，12 位 + H/V 數(shù)據(jù)（使用內(nèi)部編碼）。IC共享9.6kbps至1Mbps I2C控制通道彼此之間以及外部源以進(jìn)行更新和設(shè)置。它們的特點(diǎn)是在檢測(cè)到錯(cuò)誤時(shí)自動(dòng)重新傳輸控制數(shù)據(jù)?？刂仆ǖ蓝嗦窂?fù)用到串行鏈路上，帶或不帶視頻通道均可使用。

MAX96707串行器IC具有可編程預(yù)加重/去加重功能，用于驅(qū)動(dòng)較長(zhǎng)的電纜。它具有視頻和控制數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤檢測(cè)功能，并具有用于雙攝像頭選擇的交叉點(diǎn)開關(guān)。其串行輸出提供可編程擴(kuò)頻。該芯片采用小型 24 引腳 4 x 4mm TQFN 封裝，采用 1.7 至 1.9V 電源。最大電源電流為 88mA。

MAX96708解串器可以跟蹤來(lái)自擴(kuò)頻串行輸入的數(shù)據(jù)，芯片的自適應(yīng)均衡功能大大提高了誤碼率。輸出交叉點(diǎn)開關(guān)有助于提高靈活性。該 IC 的內(nèi)核電源范圍為 1.7 至 1.9V，而 I/O 電源為 1.7 至 3.6V。該器件采用 32 引腳 5 x 5mm TQFN 封裝。

兩款芯片均工作在 -40o 至 115oC 的溫度范圍內(nèi)，具有 ±8kV 觸點(diǎn)和 ±15kV 空氣 ESD 保護(hù)，符合 IEC 61000-4-2 和 ISO 10605 標(biāo)準(zhǔn)。兩者都符合汽車標(biāo)準(zhǔn) AEC-Q100。

當(dāng)然，如果我正在設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，一個(gè)關(guān)鍵的事情就是與攝像頭進(jìn)行可靠的通信。我會(huì)仔細(xì)檢查實(shí)際車輛設(shè)置中所有攝像頭連接中的錯(cuò)誤率，以及最壞情況下的噪音條件。在我看來(lái)，GMSL技術(shù)為這一關(guān)鍵領(lǐng)域的成功提供了最好的機(jī)會(huì)，同時(shí)滿足標(biāo)準(zhǔn)并提供高可靠性。

審核編輯：郭婷