先进驾驶辅助系统（Advanced Driver Assistant System），简称 ADAS，作为汽车自动驾驶的过渡功能，得到了车厂和国内外一线 Tier-1 的青睐。在 ADAS 系统的众多传感器中，视觉传感器的车载摄像头（Auto Camera）因为应用广泛、成本合理等特性，逐渐成为智能汽车中主要的传感器，市场研究机构 Yole Developpement 预计，到 2023 年，全球单车平均摄像头数量将从 2018 年的 1.7 颗增加至 3 颗。
图1 ADAS 功能及传感器应用分布
汽车智能化高度依懒于高灵敏传感器的应用，车载摄像头作为视觉类传感器，借由镜头（Lens）将光学图像投射到模组内的感光组件上，通过组件电路对光信号进行处理并转化为 CPU 能处理的数字信号，ADAS 系统将获取到的图像数据经过一系列运算实现识别车、车道线、行人、交通标志等，感知车辆周边的路况，进一步做出警示或决策控制。作为辅助驾驶控制功能的重要信息入口，车载摄像头逐渐变为汽车上的一个标配器件，成为了智能汽车的眼睛，下面跟大家具体介绍车载摄像头产品及具体应用。
车载摄像头产品结构
图2 车载摄像头（图片来源 TriEye 官网）
图3 车载摄像头分解及主要器件（图片来源 TriEye 官网）
- ① Lens： 光学镜头，由多片凹凸透镜组成，利用光学特性把被摄物体成像于感光器件上；作为车载摄像头的核心组件，决定了图像的成像质量，其衡量指标分别有焦距、视场角、光圈、畸变、相对照度、分辨率等
- ② Sensor： 感光器件，把光信号转为电子信号，决定图像分辨率、帧率、曝光等属性，主要有 CMOS 和 CCD 两种，与 CCD 相比，CMOS 由于在制造成本、成像速度和功耗上更有优势，已在车载摄像头上被广泛应用
- ③ ISP： Image Sensor Processor 图像信号处理器，通过一系列数字图像处理算法对前端图像传感器输出的信号做进一步处理，功能包括自动对焦（AF）、自动曝光（AE）、自动白平衡（AWB）、坏点校正（DNS）、高动态范围成像（HDR）、颜色校正（CCM）等
- ④ Serializer：串行器，结合相对应的解串器（Deserializer），将摄像头的图像数据通过更轻更灵活的布线方式传输至车内的电子控制单元，目前的方案有 GMSL、FPD-Link、V-by-One、车载以太网 等
- ⑤ Fakra： 连接器，具有符合车规要求的严格防水耐久性，最优情况可使用一条同轴电缆，即可满足数字视频、供电、控制以及诊断信号传输的需要，新一代 Fakra 产品带宽可达到 6 GHz
车载摄像头市场状况
随着对汽车智能化需求程度的不断提高，对于车载摄像头的需求也逐步从传统的倒车后视，向全境环视、前视、侧视、内视多个方位拓展，用于帮助汽车智能系统捕捉外部环境中的车辆、行人、车道线、路标等信息，以及识别车内驾驶员状态。例如特斯拉 Autopilot 2.0 系统为了达到更优的图像识别性能，整车上就搭载了 3 个前置摄像头、3 个后置摄像头和 2 个侧视摄
像头，未来随着自动驾驶等级的不断提升，摄像头单车搭载量还将进一步提高。
图4 特斯拉 Autopilot 2.0 车载摄像头布局
市场研究机构 TSR（TOKYO SHOKO RESEARCH）预计，随着 ADAS 持续渗透，全球车载摄像头总出货量将由 2018 年的 1.09 亿颗增加至 2021 年的 1.43 亿颗，对应 2019-2021 年的复合增长率（CAGR）为 6.9%。
另外据 Allied Market Research 分析预测，2017 年全球车载摄像头市场规模约 114 亿美元，2025 年将有望达到 241 亿美元，对应 2018-2025 年复合增长率为 9.7%。
资料来源；Allied Market Research
从多方市场机构预测数据显示，车载摄像头已经成为摄像头领域的又一新蓝海，多家传统手机摄像头模组厂商已在积极拓展相关业务，但相对于手机摄像头等消费级电子，车载摄像头对产品的稳定性、耐用性、防磁抗震等规格要求更高，模组封装工艺更加复杂，行业技术壁垒较高，整车厂更加信任具有规模和较强制造能力的摄像头大厂，外资龙头企业具有先天优势，据中国产业信息网统计，当前全球车载摄像头行业市场份额前三为松下（Panasonic）、法雷奥（Valeo）和富士通（Fujitsu-ten），分别市占 20%、11%、10%；在国内，有以下主流车载摄像头供应商（含外资在中国投资公司）。
表1 国内车载摄像头供应商
车载摄像头应用分类
从现有量产车型上看到的，按实现功能的不同，车载摄像头大概有倒车后视摄像头、环视摄像头、内视摄像头、前视摄像头、侧视摄像头等，当前装配较多的主要是倒车后视摄像头、环视摄像头和营运车辆上的内视监控摄像头，下面通过图、表资料跟大家介绍。
图5 车载摄像头布局
|
摄像头类型 |
个数 |
功能 |
视场角 |
分辨率 |
描述 |
|
前视 |
1~4 |
前向驾驶辅助 |
FCW
LDW
PCW
TSR
LKA
ADB
ACC
D：50~90°
H：40~50°
V：25~60°
1080P 及以上
FCW（前向碰撞预警）实时监测与前方车辆之距离，当存潜在碰撞危险时对驾驶者发出警告
LDW（车道偏离预警）通过摄像头识别车道线信息，当车辆发生无意识偏离时系统发出警告
PCW（行人防碰撞预警）实现行人监测预警功能
TSR（交通标志识别）通过仪表显示摄像头识别出的前方道路标志，并给出相应的警示信息
LKA（车道保持辅助）辅助纠正驾驶员的无意识偏离车道行为，使车辆回到原车道中
ADB（自适应远光灯）通过摄像头识别出来车和前方同向车辆，自动切换远光灯照射范围，避免对其它车辆司机告成炫目
ACC（自适应巡航控制）探测与本车道前车之间的距离，并按照设定好的最高时速和两车之前的距离进行巡航
行车记录仪
D：110~150°
H：100~150°
V：50~80°
720P 及以上
实时对车辆前方路况进行录像
夜视摄像头
D：50~90°
H：30~90°
V：25~60°
480P
使用红外线摄像头收集周围物体热量信息并转变为可视图像，以增加夜间行车的安全性
后视
1~3
倒车影像
流媒体后视镜
D：>150°
H：>130°
V：>100°
480P 及以上
当汽车挂入倒档时，摄像头打开并获取车后方状况，显示于中控或内后视镜的液晶显示屏上
环视
4~8
360 全景环视
自动泊车
D：>190°
H：>170°
V：>130°
480P 及以上
通过车上多路摄像头采集四周图像数据，生成 360 度的车身鸟瞰图，并在中控显示屏上显示，辅助驾驶员泊车
侧视
2
盲点监测
变道辅助
D：50~90°
H：40~50°
V：25~60°
720P 及以上
安装在后视镜下方部位，检测侧后方盲点区域内车辆
内视
1~2
驾驶员疲劳监测
身份识别
安全录像
D：60~90°
H：50~80°
V：40~50°
720P 及以上
拍摄驾驶员面部动态进行识别，实现对驾驶员身份识别、疲劳监测以及危险驾驶行为的监测；在商用车还可进行安全录像
表2 车载摄像头类型
随着无人驾驶技术的发展，未来汽车对摄像头的需求将持续增加，通过本文的介绍，相信大家已经对车载摄像头有了全局的了解，接下来的文章，我将会带着大家再一起深入了解车载摄像头里的重要器件，对 Sensor、ISP、Serializer 核心电子器件再作重点介绍，敬请期待。
感谢您们的阅读，待续… …
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