Дж. Триггс, инженер по примению Analog Devices Inc., Д. Бурк, инженер по примению Analog Devices Inc
Проблемы и решения технологии подключения автомобильных камер
Видеосистемы и технологии подключения камер в настоящее время находят всё более широкое применение в транспортных средствах, оказывая помощь водителям и повышая качество вождения. Традиционные камеры заднего обзора, представленные единственной камерой, заменяются системами кругового обзора, включающими в себя четыре камеры и более, что обеспечивает обзор в 360° вокруг транспортного средства. Видеорегистраторы, мониторинг слепых зон, ночное видение, распознавание дорожных знаков, мониторы движения по полосе, адаптивный круиз- контроль, аварийное торможение и системы предупреждения столкновений на малой скорости все вместе помогают снизить нагрузку на водителя. Чтобы повысить качество вождения, камеры также начинают применяться для таких разнообразных задач, как мониторинг важнейших показателей состояния водителя, наблюдение за пассажирами и распознавание жестов в человеко- машинном интерфейсе. Достижения в области видеосистем даже позволяют производителям автомобилей переосмысливать силуэт транспортного средства путем замены таких традиционных элементов, как боковые зеркала.
Многие из перечисленных областей применения камер берут начало от камер заднего обзора стандартного разрешения (SD), которые все еще применяются в современных транспортных средствах. Такие камеры методично внедрялись в автомобилях в течение более десятилетия, начиная с моделей премиум- класса и далее во всё более широкой линейке транспортных средств, отвечая законодательным требованиям и ожиданиям покупателей. Для OEM-компаниям автомобильной отрасли видео стандартного разрешения обладает множеством ценных преимуществ: отработанность технологии, которая хорошо зарекомендовала себя за много лет использования в телевизионной сфере, что снижает риски, связанные с ее применением; низкие требования к полосе пропускания, позволяющие применять дешевые кабели и разъемы и в то же время обеспечивать контролируемый уровень электромагнитного излучения; развитый набор видеокодеров и декодеров с проверенной способностью работы с потенциально нестабильным входным видеосигналом.
Сегодня повсеместное применение в потребительских устройствах дисплеев ультравысокой четкости подталкивает к необходимости использования более крупных дисплеев с бóльшим разрешением во всех видах транспортных средств. В то время как для дисплеев небольшого размера может быть достаточно видеосистем стандартного разрешения, на более крупных дисплеях нынешние пользователи могут легко заметить их недостатки (например, наличие низкой детализации картинки из-за ограниченной полосы пропускания SD-формата в видеосистеме или артефакты в цветопередаче, возникающие при разделении сигналов яркости и цветности в модулированном сигнале). Тенденция к увеличению размеров дисплеев привела к тому, что у OEM-компаний автомобильной промышленности возникла необходимость модернизации архитектур всех видеосистем до высокого разрешения. Одним из краеугольных камней в решении этой задачи является выбор технологии подключения камер, позволяющей передавать видеоинформацию от камеры в принимающее устройство, например в электронный блок управления или на дисплей.
Характеристика, на которую следует обратить внимание в первую очередь при выборе новой технологии подключения камер для конкретной задачи, — требуемая полоса пропускания. С точки зрения требований к полосе пропускания, видеосистемы бывают очень разными. Для традиционных систем заднего обзора (RVC), в которых используется видео SD-разрешения, достаточно небольшой полосы пропускания (например, 6 МГц). У систем кругового обзора (SVM), обычно работающих при низкой скорости движения, небольшая частота обновления (например, 30 Гц), что делается для максимального увеличения выдержки, в результате чего требования к полосе пропускания могут быть ограниченными. В системах, заменяющих боковые зеркала, которые применяются при любой возможной скорости движения транспортного средства, частота обновления выше (например, 60 Гц и более) для минимизации задержки, что требует большей полосы пропускания. Для камер переднего обзора автономных транспортных средств необходимо ультравысокое разрешение (например, более 18 Мпикс.), и, как следствие, требования к полосе пропускания здесь очень высоки. Существует множество технологий подключения камер с широким спектром возможностей с точки зрения полосы пропускания. На их выбор влияют различные аспекты, связанные с видеокамерами и транспортным средством в целом, и, наоборот, этот выбор может повлиять на различные аспекты.
Качество изображения
Качество изображения, которое может быть обеспечено определенной технологией подключения камер, — критически важный фактор архитектуры проекта. При передаче видеоинформации с помощью технологии, которая не обладает достаточной полосой пропускания, может произойти потеря целостности изображения или изображения целиком. Ухудшение качества изображения, связанное с технологией подключения камер, можно оценить с помощью измеряемых величин, таких как резкость изображения и динамический диапазон.
Факторы, связанные с Кабелем
Готовая кабельная сборка или жгут для современного транспортного средства — это один из самых сложных, тяжелых и трудно монтируемых компонентов. Учитывая, что в среднестатистическом автомобиле имеется более 1 км проводов, проводке необходимо уделять серьезное внимание. В первом приближении при большой полосе пропускания (например, для камер переднего обзора с ультравысоким разрешением для автономных транспортных средств) необходимы высококачественные тяжелые кабели. Масса кабеля за последние годы стала вопросом, требующим внимательного рассмотрения, учитывая то, что