車載鏡頭的“車規(guī)級”性能需求有哪些?
一、淺談車載鏡頭的“車規(guī)級”性能需求
車載鏡頭作為ADAS傳感器的重要組成,整體市場正處在快速增長之中。說到車載攝像頭,大家的關(guān)注點(diǎn)可能更多的放在了目前產(chǎn)業(yè)鏈上CMOS傳感器、芯片半導(dǎo)體缺貨的大難題上。但在生產(chǎn)細(xì)節(jié)方面,聊得比較少。本文將跟大家探討一個(gè)細(xì)節(jié)——前裝車廠的硬性要求:“車規(guī)級”車載鏡頭產(chǎn)品。
一般來說,“車規(guī)級”是品質(zhì)的代名詞,意味著嚴(yán)格的產(chǎn)品性能。這是因?yàn)樵诟黝惍a(chǎn)品應(yīng)用中,汽車產(chǎn)品會(huì)遇到各種極端環(huán)境,比如說,夏天陽光暴曬下產(chǎn)生的超高溫度與冬天北方零下數(shù)十度的超低溫、雨天及高壓洗車帶來的損害。此外,汽車安全涉及駕駛員與乘客的生命安全,因此,“車規(guī)級”要保證產(chǎn)品在這些極端環(huán)境下都能正常使用。
對于車載攝像頭產(chǎn)品而言,其基本的車規(guī)級大致包含以下七個(gè)方面:
①耐溫:需在-40℃~85℃范圍內(nèi)都能正常工作,且能適應(yīng)溫度的劇烈變化;
②抗震:車輛在不太平坦的路面行駛會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的震動(dòng),因此必須能抗各種強(qiáng)度的震動(dòng);
③防磁:車輛啟動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生極高的電磁脈沖,需要極高的防磁性能;
④防水:車載攝像頭密封要非常嚴(yán)實(shí),以滿足在雨水中浸泡數(shù)日仍可正常使用;
⑤使用壽命:車載攝像頭的使用壽命至少為8~10年才能滿足要求;
⑥高動(dòng)態(tài):車輛行駛速度快,攝像頭面對的光線環(huán)境變化劇烈且頻繁,要求攝像頭的CMOS具有高動(dòng)態(tài)特性;
⑦低噪點(diǎn):在光線較暗時(shí)能有效抑制噪點(diǎn),特別是要求側(cè)視和后視攝像頭即使在晚上也能清楚地捕捉影像。
以上只是大致要求,針對不同的應(yīng)用環(huán)境,還會(huì)有更細(xì)化的要求,比如說環(huán)視需要超廣角,一般起碼在135°以上,據(jù)了解,210°的也有應(yīng)用。

二、不同應(yīng)用位置的車規(guī)級鏡頭
車載鏡頭作為攝像頭的核心光學(xué)組件,除了對極冷極熱環(huán)境的耐受性、使用壽命、防水防塵等基本要求外,不同位置的鏡頭其光學(xué)性能也會(huì)存在一定差異。
下面,我們從前視(ADAS)、后視、環(huán)視和內(nèi)視(手勢識(shí)別、面部識(shí)別(眼球監(jiān)控)等)以及智能電子鏡等方面,來聊聊不同產(chǎn)品的鏡頭特性。
1.前視(包括ADAS、自動(dòng)駕駛傳感器)
前視鏡頭主要應(yīng)用在車道偏離預(yù)警、智能遠(yuǎn)光燈控制、前車碰撞預(yù)警、超速預(yù)警、ACC巡航等場景中。


其光學(xué)需求為:
①持續(xù)穩(wěn)定的聚焦特性和熱補(bǔ)償特性,能在不同溫度工況下保持穩(wěn)定性;
②高通光特性,保證在低照明條件下的良好成像效果;
③清晰成像效果,能夠有效捕捉和分辨物體細(xì)節(jié);
④雜光、鬼影控制,要能夠改善車大燈等正面強(qiáng)光的干擾。
2.后視/環(huán)視
后視傳感器應(yīng)用于泊車輔助、自動(dòng)泊車等場景中。環(huán)視鏡頭在后視鏡頭的基礎(chǔ)上擴(kuò)大了視野范圍,可以呈現(xiàn)完整的車身環(huán)境和做一些簡單的識(shí)別。


后視傳感器與環(huán)視傳感器對鏡頭特性的要求類似,大致分為以下幾點(diǎn):
①防水性能要求高;
②優(yōu)秀的溫度特性,以保證高清晰度效果;
③光畸變校正,提供較真實(shí)的實(shí)景。
3.內(nèi)視
內(nèi)視傳感器能夠應(yīng)用于手勢識(shí)別、人機(jī)交互,以及面部表情識(shí)別(疲勞監(jiān)測)等場景中。因此:內(nèi)視傳感器鏡頭涉及不同波段的問題,針對不同的識(shí)別,波段選擇不同,需要將一定的光過濾掉。


4.智能電子鏡
智能電子鏡分為智能電子后視鏡(FDM)和智能外后視鏡(CMS)。智能電子后視鏡的視野范圍是傳統(tǒng)后視鏡的3倍,并且可以有效地降低汽車風(fēng)阻。如今,全球范圍內(nèi),攝像頭代替車輛外后視鏡的政策正在推進(jìn)中。

智能電子后視鏡對鏡頭的需求為:
①需要改善車大燈照射引起的鬼影雜光;
②畫面整體解像度要均勻。
由于室外環(huán)境比較嚴(yán)苛,因此,相較于手機(jī)鏡頭,車載攝像頭需要更高的穩(wěn)定性,下游廠商在工藝、材質(zhì)、可靠性、認(rèn)證周期等方面都有著更高的要求。
創(chuàng)安光電致力于光學(xué)鏡頭行業(yè),深度開發(fā)了多款高規(guī)格車規(guī)級車載鏡頭。