نظام رؤية بانورامية للسيارات وكاميرا سيارة

ما هو نظام التصوير البانورامي للسيارة؟

تلعب الكاميرا الموجودة على السيارة دورًا مهمًا في تحقيق ADAS والقيادة التلقائية. تطبيق نظام كاميرا بانورامية للسيارات مع كاميرا سيارة يمكن أن يحسن إلى حد كبير سلامة القيادة والراحة. نظام الصور البانورامي الصيني يمكن أن يطلق عليه أيضًا نظام صورة بانورامية بزاوية 360 درجة ، أو ببساطة نظام MVCS (نظام كاميرا MulTI-View). يوفر نظام الرؤية البانورامي لسائقي السيارات مزيدًا من المساعدة السهلة في قيادة معلومات الصورة ، والتي يمكنها العثور بسرعة وبدقة على الوضع الذي يصعب مراقبته بالقرب من السيارة ، وتحقق تحكمًا دقيقًا في القيادة ، خاصة للسائقين الجدد ، مما يمكن أن يحسن من سلامة القيادة. تقليل الخدوش غير الضرورية.

يقوم نظام الرؤية البانورامي بإعداد 4 إلى 8 كاميرات عالية الحساسية واسعة الزاوية حول السيارة لتغطية كل مجال رؤية محيط السيارة ، وتحويل الأجزاء المجمعة إلى معلومات رقمية وإرسالها إلى تجميع الفيديو ومعالجته من خلال صور من الأمام والخلف واليسار واليمين من السيارة التي تم جمعها في نفس الوقت. المكونات ، بعد وحدة معالجة الصور ، تشويه الحد ← عرض زاوية التحويل ← الربط بين الصور ← تحسين الصورة التي تم تحويلها إلى خرج إشارة تناظرية ، توليد عرض مخطط للجسم بزاوية 360 درجة ، وعرضها أخيرًا على شاشة الكونسول الوسطي ، مما يسمح للسائق أن يرى بوضوح وجود من السيارة حول العقبات وفهم الموقف النسبي وبعد المسافة من العقبات لمساعدة السائقين بسهولة ركن سياراتهم.

أثناء عرض البانوراما ، من الممكن أيضًا عرض عرض واحد لأي من الأطراف واستخدام خط المسطرة لتحديد موضع ومسافة العائق بدقة. تجمع شركة أبوظبي للمطارات ADAS القيادة الآمنة للمركبة الطرفية عن طريق التحكم في كاميرا الجسم ، كما يقوم نظام الكاميرا البانورامي بالتنزه بشكل آمن عن طريق التحكم في كاميرا الجسم لتجميع تأثير السيارة. يعمل النظامان بشكل مستقل وخلال الرحلة.

سيتم تحريك منظور النظام البانورامي ديناميكيًا وفقًا لمسار القيادة ، مما يوفر صورة بزاوية 360 درجة حول السيارة. عادة ، يتم نشر أربعة إلى خمسة كاميرات عالية الوضوح (HDR) 1 ميجا بكسل باستخدام وصلات فعالة من حيث التكلفة مثل LVDS أو Fast Ethernet. يتم استخدام ضغط الفيديو بشكل عام لتقليل عرض نطاق الاتصال المطلوب وتقليل متطلبات الكبلات (على سبيل المثال ، يمكن استخدام الزوج الملتوي غير المحمي أو الكبل المحوري). تتضمن متطلبات النظام الأخرى منافذ LVDS أو Ethernet متعدد المنافذ ، ومورد طاقة ، و DRAM مدمج للوصول السريع إلى الذاكرة الخارجية ، وذاكرة فلاش مدمجة لتقليل تكلفة النظام.

الحواجز الفنية الأساسية لكاميرا السيارة

سواء كان نظام الصور البانورامي أو ADAS ، سيجلب بلا شك تجربة أفضل للسائق ويعزز سلامة السيارة. لا يزال نظام الصور البانورامي يواجه تحديات في الربط بين الصور ومعالجة الفيديو وما إلى ذلك. ما زلنا هنا للعودة إلى السيارة الأساسية وتأتي الكاميرا إلى الحواجز الفنية الأساسية الحالية.

سوف تصبح وظيفة الرؤية الليلية واحدة من الحواجز الأساسية أمام كاميرات السيارات. وفقاً لإحصائيات إدارة سلامة المرور على الطرق السريعة الوطنية (NHTS) ، على الرغم من أن القيادة الليلية لا تمثل سوى ربع إجمالي حركة المرور على الطرق ، فإن الحوادث تمثل نصف الحوادث. شكلت الحوادث الناجمة عن ضعف البصر في الليل 70 ٪. لذلك ، يجب أن تكون كاميرا السيارة بحاجة إلى حساسية حساسية قوية ، بحيث يمكن أن تعمل بشكل صحيح طوال اليوم ، أي نطاق طيفي واسع من الأشعة تحت الحمراء القريبة (من 400 نانومتر - 1100 نانومتر) ، ستصبح وظيفة الرؤية الليلية المستقبلية قياسية مع كاميرا السيارة.

هناك ثلاثة أنواع من تقنيات الرؤية الليلية التي تم استخدامها: تقنية الرؤية الليلية المنخفضة الإضاءة ، وتقنية الرؤية الليلية بالأشعة تحت الحمراء السلبية ، وتقنية الرؤية الليلية النشطة بالأشعة تحت الحمراء. يستخدم الضوء المنخفض ضوءًا طبيعيًا منخفض السطوع يعكسه الهدف الليلي ويعززه حتى عدة مئات الآلاف من المرات حتى يحقق صورة مناسبة للعين المجردة لمراقبة الليل. تم اعتماد تكنولوجيا الرؤية الليلية بالأشعة تحت الحمراء السلبية.

يتم استخدام مصدر الإشعاع تحت الأحمر والأشعة تحت الحمراء الخلفية للتصوير ، والذي لا يتطلب أي مصدر ضوء إضافي مقارنة بتقنيات الأشعة تحت الحمراء المنخفضة والفعالة النشطة. مسافة الكشف هي الأطول ، ودقة عالية ، ولكن التصوير هو أيضا الأكثر وضوحا ، والتعرف على الشاشة منخفض. تستخدم تقنية الأشعة تحت الحمراء النشطة ، والتي تعرف أيضًا باسم تقنية الرؤية الليلية تحت الحمراء القريبة ، كشافات تعمل بالأشعة تحت الحمراء لإصدار ضوء غير مرئي لإلقاء الضوء على الهدف واستخدام الضوء المنعكس للتصوير. المسافة البصرية معتدلة والتصوير واضح.

وبالمقارنة مع تقنية الرؤية الليلية السلبية ، أصبح التصوير النشط للرؤية الليلية أكثر وضوحًا ، ويمكنه استخدام التعرف على الصور بشكل مباشر للكشف عن إشارات الطرق الليلية والمشاة. لذلك ، تعد تقنية الرؤية الليلية النشطة أكثر توافقًا مع سيناريوهات التطبيقات في مجال السيارات. وفي الوقت نفسه ، تعد تقنية الرؤية الليلية بالأشعة تحت الحمراء غير مكلفة أكثر بكثير من تكنولوجيا الرؤية الليلية النشطة بالأشعة تحت الحمراء لأن مواد التصوير بالأشعة تحت الحمراء بالأشعة تحت الحمراء وتقنيات أنظمة الرؤية الليلية بالأشعة تحت الحمراء هي محظورة.

وتتطلب تقنية الرؤية الليلية الليزرية الأساسية تقنيات تصوير وتصوير ليلية شاملة تعمل بالليزر بالقرب من الأشعة تحت الحمراء ومتوسطة المدى لحل المشاكل الفنية مثل التصوير في جميع الأحوال الجوية ، والتركيز عالي السرعة عالي السرعة ثنائي الاتجاه ، والقضاء على البقع الليزرية ، وتتطلب تقنية التكبير مع تزامن سرعة السيارة. وتأثير مصباح يدوي ، صعوبة فنية أكبر ، وبالتالي فإن وظيفة الرؤية الليلية تصبح واحدة من الحواجز الأساسية أمام كاميرات السيارات.

أهمية كاميرا السيارة للالطيار الآلي

تتضمن حلول نظام أداس حلول الكاميرات وحلول الرادار / ليدار وانصهار أجهزة الاستشعار. في المرحلة الأولى من تطوير السوق ، تعد حلول الرادار / LIDAR هي السائدة لأن تكنولوجيا الرادار ناضجة ولا تتأثر الظروف المناخية. ومع ذلك ، مع تطور ASICs (دوائر متكاملة خاصة بالتطبيق) وتحسين خوارزميات معالجة الصور ، ولأن تقنية الرادار لها دقة عالية في العقبات المعدنية التمييزية ، فهي غير قادرة على تمييز العقبات غير المعدنية مثل المشاة ولا يمكنها تعرف عليهم. المركبات القادمة من الجانب ، ولا يمكنها تمييز الممرات أو الحطام أو حفر الطرق.

يمكن لتكنولوجيا المعالجة البصرية للكاميرا أن تميز بشكل أفضل المعلومات مثل العلامات والمشاة على الطريق ، ويمكن أيضًا حساب مسار الحركة للمشاة والمركبات من خلال خوارزمية. بالمقارنة مع تكنولوجيا الرادار ، تكون التكلفة أقل ، وتكون الوظيفة أكثر شمولية ، وتكون الدقة أعلى. وقد تم تدريجيا قبول التكنولوجيا القائمة على التصوير الكاميرا من قبل الشركات المصنعة الرئيسية. مع الأخذ بعين الاعتبار حدود وحدات البكسل للكاميرا على تقنية التعرف على الصور وتقليل الوظائف في الظروف القاسية مثل الضباب والمطر ، يصبح دمج أجهزة الاستشعار المستندة إلى الكاميرات هو الاتجاه السائد.

من الأسفل إلى الأعلى ، تكون بنية شبكة السيارة هي طبقة الإدراك ، وطبقة الشبكة ، وطبقة التطبيقات ، التي تعمل على التوالي كوظائف جمع المعلومات ، ونقلها ، ومعالجتها. يمثل الحصول على الفيديو وتخزينه (الطبقة الإدراكية) البنية الأساسية لشبكة السيارة. التقنيات الرئيسية هي DVRs سيارة وكاميرات IP للسيارات. سيارة DVR المعروفة باسم مسجل فيديو السيارة ، تقوم على تخزين ضغط الفيديو الرقمي وتقنية الإرسال اللاسلكي 3G ، نظام تحديد المواقع الداخلي ، صندوق السيارات الأسود ، CANBUS ، G-SENSOR وغيرها من التقنيات.

ويستند IPCamera المركبة على معالجة الإشارات الرقمية (DSP) وتكنولوجيا الشبكة. يقوم مستشعر الصور CMOS بتحويل الإشارات الضوئية للمشهد إلى إشارات كهربائية. يتم تحويل هذه الإشارات الكهربائية إلى إشارات رقمية ويتم نقلها إلى ذاكرة DSP من خلال واجهة البيانات لاستكمال ضغط الصورة وترميزها. في نفس الوقت ، يتم إرسال تدفق البيانات إلى القرص الثابت أو جهاز تخزين آخر للتخزين. تختلف المسافة والقابلية للتطوير والتكلفة مقارنةً بالأنظمة التناظرية التقليدية وأجهزة تسجيل الفيديو الرقمية.

تمتلك كاميرات السيارة نطاقًا واسعًا من مساحة التطبيقات ويمكن تقسيمها إلى مساعدة القيادة (مسجلات القيادة ، ADAS وأنظمة السلامة النشطة) ، مساعدات وقوف السيارات (مشهد كامل) ومراقبة أفراد المركبات (تقنية التعرف على الوجه) في جميع أنحاء مجال التطبيق. قم بقيادة سيارتك إلى كامل عملية وقوف السيارات ، لذلك هناك حاجة أكبر للكاميرا وقت العمل ودرجة الحرارة. وفقًا لموقع التثبيت ، يمكن تقسيمه إلى أربعة أجزاء: منظر أمامي ، منظر خلفي ، منظر جانبي ، ومراقبة داخلية.

لماذا تختار كاميرا السيارة تقنية CMOS؟

بما أن كاميرات السيارات مهمة للغاية ، فما هي متطلباتها للتكنولوجيا والتكنولوجيا؟ بالنسبة لتطبيقات السيارات ، فإن كاميرات السيارات هي نفس كاميرات الهواتف المحمولة. أنها تستخدم أساسا CMOS بدلا من CCD وأجهزة الاستشعار البصرية. الأسباب الرئيسية هي:

أولاً ، الخصائص الأساسية لأجهزة الاستشعار المستخدمة في أنظمة مساعدة القيادة النشطة هي: السرعة. خاصة في حالات القيادة عالية السرعة ، يجب أن يكون النظام قادراً على تسجيل ظروف القيادة الحرجة ، وتقييم مثل هذه الظروف وبدء التدابير ذات الصلة في الوقت الحقيقي. في جوهرها ، CMOS هي تقنية الحصول على الصور بشكل أسرع - عادة ما يتم التحكم في الخلايا في مستشعر CMOS وقراءتها بواسطة ثلاثة ترانزيستورات ، مما يسرع بشكل ملحوظ عملية الحصول على الصور. حاليا ، يمكن للكاميرات عالية الأداء القائمة على CMOS تصل إلى مستوى حوالي 5000 لقطة في الثانية الواحدة.

ثانيًا ، تتمتع مستشعرات CMOS أيضًا بميزة معالجة الصور الرقمية. توفر مستشعرات CCD عادة إشارات TSC / PAL تناظرية ، والتي قد يتعين تحويلها باستخدام محول AD إضافي ، أو يعمل مستشعر CCD مع طريقة المسح التدريجي مع إخراج الصورة الرقمية. وفي كلتا الحالتين ، فإن استخدام كاميرات CCD لتوفير إشارات صور رقمية يزيد بشكل كبير من تعقيد النظام ؛ يمكن لمستشعرات CMOS توفير LVDS أو إشارات الإخراج الرقمي بشكل مباشر ، ويمكن أن تكون المكونات في أنظمة مساعدة القيادة النشطة مباشرة وبدون أي تأخير. تعامل مع هذه الإشارات.

وعلاوة على ذلك ، من أجل تحقيق هذا الهدف ، يجب على مصنعي كاميرا السيارات النظر في استخدام أجهزة استشعار CMOS منخفضة التكلفة. بالإضافة إلى ذلك ، لا ينتج مستشعر CMOS ضوضاء Smear التي تحدث عند استخدام CCD عندما يكون هناك ضوء قوي. سيؤدي ذلك إلى تقليل وقت التعديل الناتج عن الأخطاء التشغيلية.

ما هي خصائص وحدة كاميرا السيارة؟

بالإضافة إلى استخدام تقنية COMS لتطبيقات السيارات ، فإن وحدات كاميرا السيارات لديها أيضًا متطلبات أخرى فيما يتعلق بعملية التعبئة والتغليف. بالمقارنة مع كاميرا الهاتف المحمول ، فإن تكنولوجيا كاميرا السيارة أكثر صعوبة ، ويرجع ذلك أساسا إلى متطلبات الموثوقية العالية. على عكس الكاميرات العامة ، تتمتع كاميرات السيارات بوقت عمل طويل ، وغالباً ما يتم تحريك بيئتها. بمجرد فشلها ، فإنها تشكل تهديدا قاتلا لسلامة حياة المستخدم. ولذلك ، فإن متطلبات الوحدات والحزم صارمة. يجب أن تكون اختبارات كاميرات السيارات مغمورة في الماء لعدة أيام ، واختبارات درجة الحرارة لأكثر من 1000 ساعة ، بما في ذلك القفزات السريعة من 40 درجة إلى 80 درجة تحت الصفر. وتحتاج كاميرا السيارة إلى رؤية ليلية لضمان الاستخدام العادي ليلاً.

المواصفات الفريدة لوحدة كاميرا السيارة هي بشكل أساسي أربع نقاط

(1) من الممكن قمع الضوضاء أثناء التصوير الخفيف للضوء ، خاصة بالنسبة للوحدة التي تقوم بتصوير الخلفية والجوانب من السيارة. مطلوب أن يتم التقاط الصورة بسهولة حتى في الليل.

(2) ميزة أخرى لوحدة الكاميرا المدمجة هي توسيع زاوية الرؤية الأفقية بمقدار 25 درجة إلى 135 درجة. تبلغ زاوية الرؤية الأفقية لوحدة الكاميرا في الهاتف المحمول حوالي 55 درجة. لتحقيق درجة وضوح عالية في المناطق واسعة الزاوية والمحيطة ، استخدم خمسة عدسات على الأقل.

(3) يتكون جسم الكاميرا من وحدة الكاميرا السيارة من سبائك الألومنيوم يموت الصب ، وتكلفة المواد عالية. تستخدم وحدة كاميرا محمولة على مركبات سبائك الألومنيوم الصب يموت بدلا من الراتنج لضمان الموثوقية ، بما في ذلك الأسباب الثلاثة التالية: تبديد الحرارة الجيدة ؛ استخدام الجسم كطبقة تأريض لقمع التداخل الكهرومغناطيسي ؛ الاستقرار الحراري للشكل جيد.

(4) القوة الميكانيكية ومقاومة درجات الحرارة العالية لوحدة كاميرا السيارة هي معايير حاسمة. سوف تستخدم هذه الوحدات حزمة خاصة تجمع بين الكاميرا والصلابة المطلوبة ومقاومة الاختراق. نظرًا لأن الكاميرات المستخدمة لأنظمة مساعدة القيادة النشطة هي مكونات آمنة للقيادة ، يجب أن تكون قادرة أيضًا على العمل بشكل موثوق عندما يتم إيقاف تشغيل نظام تزويد الطاقة مؤقتًا.

نظرًا للمتطلبات الخاصة لاستقرار مواصفات الكاميرات الموجودة على متن الطائرة ومواصفاتها ، فإن متطلبات الوحدات ووحدات التعبئة عالية. بالإضافة إلى العتبات الأعلى للتكنولوجيا والتكنولوجيا ، فإن دورة الكاميرات المركبة على السيارات التي تدخل سوق التحميل الأمامي أطول بكثير من أنواع الكاميرات الأخرى. إلى فترة زمنية لا تقل عن سنة واحدة من توليد الدخل.