基于視覺的安全系統(tǒng)在汽車應(yīng)用

基于視覺的安全系統(tǒng)在汽車應(yīng)用中幾乎變得隨處可見。多種高清顯示屏正在中央控制臺(tái)、后座靠背以及儀表板上悄然出現(xiàn)，以充分滿足信息娛樂需求。此外，汽車制造商也在越來越多地部署攝像頭，以提高安全性，實(shí)現(xiàn)駕駛員輔助應(yīng)用（例如提高倒車和停車的可視性）。美國(guó)國(guó)家公路交通安全管理局 (NHTSA) 擬定了新的汽車安全條例，要求在 2014 年所有汽車都將后置視頻攝像頭及顯示屏作為標(biāo)準(zhǔn)配置。倒車事故每年都會(huì)造成數(shù)百人死亡和數(shù)千人受傷，該條例旨在減少這一傷亡數(shù)字。這樣無疑將提高安全性，提升駕駛體驗(yàn)，但所有這些攝像頭的增加也將給汽車系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員帶來新的挑戰(zhàn)。

傳送高速視頻的鏈路
專用高速視頻鏈路將車內(nèi)的每個(gè)顯示屏或攝像頭連接到控制（頭端）單元。最簡(jiǎn)單的是使用單條同軸線纜將來自后端攝像頭的 NTSC (CVBS) 信號(hào)顯示在中央控制臺(tái)的屏幕上。然而，現(xiàn)在的趨勢(shì)顯然是利用百萬像素?cái)?shù)字?jǐn)z像頭提高顯示在高分辨率 LCD 面板上的畫面清晰度與質(zhì)量。

高速串行數(shù)字鏈路連接視頻組件，可在攝像頭的數(shù)字成像器與數(shù)字 LCD 顯示屏之間實(shí)現(xiàn)無縫連接。汽車視頻鏈路中部署的最常用及最可靠高速數(shù)字接口技術(shù)基于 ANSI/TIA/EIA-644-A 低電壓差分信號(hào) (LVDS) 標(biāo)準(zhǔn)。LVDS 可提供一個(gè)穩(wěn)健的數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)，支持遠(yuǎn)距離、低功耗、高噪聲抑制性以及低 EMI。LVDS 采用差分方式（而非接地所參考的單端信號(hào)）實(shí)現(xiàn)所需的鏈路屬性。

通過部署更小型的連接器和線纜來縮減系統(tǒng)尺寸和重量（汽車應(yīng)用中的兩個(gè)重要特性），可降低互聯(lián)成本。如圖 1 所示，串行器接收來自視頻源（例如攝像頭影像傳感器）的數(shù)據(jù)，然后將 RGB 色彩的并行總線信號(hào)與控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為 LVDS 串行化數(shù)據(jù)流，以便通過單條雙絞線對(duì)線纜傳輸。線纜另一端的配套解串器可擴(kuò)展返回至并行接口的視頻信號(hào)，該接口連接顯示器或主機(jī)。

德州儀器 (TI) 的 FPD-Link III 串行串器產(chǎn)品系列提供各種應(yīng)對(duì)高速系統(tǒng)設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)的高級(jí)特性。通過單個(gè)差分對(duì)傳輸?shù)膯蝹€(gè)串行數(shù)據(jù)流可避免數(shù)據(jù)延遲差問題。這些器件可對(duì)串行數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，以包含無需參考時(shí)鐘就能恢復(fù)的嵌入式時(shí)鐘，從而無需特別訓(xùn)練序列便可快速初始化連接。經(jīng)過精心隨機(jī)化和解擾處理的視頻數(shù)據(jù)不僅可最大限度地減少電磁干擾 (EMI)，而且還具有 DC 平衡性，有助于信號(hào)在 10 多米長(zhǎng)的雙絞線或單同軸線上傳輸和恢復(fù)。這些措施可幫助降低 EMI，其在汽車環(huán)境中非常重要，有嚴(yán)格的電磁兼容性 (EMC) 標(biāo)準(zhǔn)。