课件：三目视觉传感器结构 (1)讲解

三目视觉传感器结构主讲人：吴航视觉传感器的类型智能化网联化汽车制造与装配技术专业资源库视觉传感器，又称车载摄像头，是将物体通过镜片产生光学图像投射在CMOS光电传感器上，经过模数转换后变为数字信号，再由DSP将信号处理成特定格式的图像在显示屏上显示。自动驾驶汽车安装的车载摄像头主要为单目摄像头、双目摄像头和三目摄像头。①单目摄像头：通过摄像头拍摄的平面图像来感知和判断周边环境，识别车辆、路标、行人等固定物体和移动物体，是目前汽车摄像头的主流解决方案，其依靠复杂算法进行测距，准确度低；②双目摄像头：通过模仿人眼的功能实现对物体距离和大小的感知，进而感知周边环境，可通过视差和立体匹配计算精准测距；③三目摄像头：通过三个摄像头覆盖不同范围的场景，解决了摄像头无法切换焦距的问题，相比于单目摄像头和双目摄像头，其拥有更好的视野广度和精度。三目摄像头由于计算量大，对芯片的数据处理能力要求高，目前成本相对较高。1、三目摄像头结构由于单目和双目都存在某些缺陷，因此广泛应用于无人驾驶的摄像机方案为三目摄像机。三目摄像机其实就是三个不同焦距的单目摄像机的组合。根据焦距不同，每个摄像机所感知的范围也不尽相同。三个摄像头的感知范围由远及近，分别为前视窄视野摄像头（最远感知250米）、前视主视野摄像头（最远感知150米）及前视宽视野摄像头（最远感知60米）。由于三目摄像机每个相机的视野不同，因此近处的测距交给宽视野摄像头，中距离的测距交给主视野摄像头，更远的测距交给窄视野摄像头。这样一来每个摄像机都能发挥其最大优势，可以得到较好的测距精度。三目摄像机能较好地弥补感知范围的问题。但是需要同时标定三个摄像机，因而工作量更大。其次软件部分需要关联三个摄像机的数据，对算法要求也很高。三目摄像头的划分为25°视场、50°视场、150°视场，25°视场用于检测前车道线、交通灯，50°视场负责一般的道路状况监测，150°视场用于检测平行车道、行人和非机动车行驶的状况。仅仅通过环视或二维视觉很难满足L3或L3以上的需求，对多维立体视觉的需求会越来越突出。在汽车智能驾驶中，通过不同焦距和不同仰角的摄像头，可以获得不同位置的交通标志、信号灯和各种道路标志的检测和识别能力。2、车载摄像头工艺要求与工业摄像头和手机摄像头相比，车载摄像头需要在高低温、湿热、强微光和振动等各种复杂工况条件下保持稳定工作状态，因此车载摄像头具有更高的安全等级和工艺性能要求。考虑到安全因素，汽车厂商倾向于选择技术成熟、品质有保障的零部件厂商，车载零部件厂商进入市场体系获得评级需要更长的认证周期，行业壁垒较高。在性能方面，目前车载摄像头像素要求不高，一般为30-120万像素；但车载摄像头对探测角度和范围有更高的要求，环视和后视一般采用135度以上的广角镜头，前视摄像头为40-70度。总体而言，车载摄像头具有较高的技术壁垒。3、车载摄像头方案通常来看，ADAS系统单车搭载至少6颗摄像头（1个前视、1个后视、4个环视）。伴随自动驾驶程度的提升，车载摄像头数量将稳步增长。从特斯拉系列车型来看，目前主要使用8颗摄像头，包括3个前视、3个后视及2个环视摄像头。蔚来ET7车型共搭载11颗摄像头，包括4个前视、4个环视摄像头，其余车企的相关车型摄像头数量以4-5个为主。目前外资车载摄像头厂商如博世、维宁尔、大陆泰密克等凭借技术优势和客户配套优势，主要供货于奔驰、宝马、福特、大众等主流汽车品牌供应链。未来，伴随我国国内技术的不断成熟，国内供应商供货范围不断扩大，将有望实现对于国外产品的进口替代。

4、车载摄像头市场前景根据Yole披露的车载路线图显示，伴随自动驾驶程度的提升，车载摄像头数量将持续增加。预计到2024年，单车摄像头数量将达到11颗，未来市场规模也随之增长。从车载摄像头细分销量来看，到2025年全球车载摄像头全部数量为1.68亿颗，其中前视摄像头、后视摄像头和环视摄像头销量分别达到约5,200万颗、6,500万颗和2,400万颗。从车载摄像头整体渗透率来看，到2025年前视摄像头、后视摄像头和环视摄像头在新车装配渗透率将分别达到55%、69%和26%。整体来看，未来前视和后视摄像头具有广阔市场前景。伴随车载摄像头渗透率的提高，预计2020-2025年将会迎来市场井喷期。ICVTank数据显示，到2025年全球和中国车载摄像头市场规模将分别达到270亿美元和230亿元。2020-2025年全球和中国复合增长率分别为15.74%和32.18%，中国车载摄像头市场增速显著高于全球水平。5、车载摄像头发展趋势（1）夜视摄像头将成为车载摄像头的标配夜视技术主要分为微光夜视技术和红外夜视技术两类。微光夜视技术通过将夜间观察目标反射的低亮度自然光增强数十万倍，使得观察目标清晰可见；主动红外夜视技术通过对观察目标主动照射红外光，利用目标反射红外源的红外光实施观察，具有成像清晰度高等特点，因而逐渐受到市场关注。（2）深度交互能力的车载摄像头渗透率不断提升安装在汽车座舱内的内置车载摄像头可实现人脸识别、疲劳检测、手势识别、注意力监测