智能网联汽车技术课件：红外视觉传感器结构

红外视觉传感器结构主讲人：视觉传感器的类型智能化网联化1、车载摄像头概述车载摄像头是自动驾驶汽车的重要传感器，主要包括镜片、滤光片、CMOS、PCBA、DSP和其他封装、保护材料等。不同于手机摄像头，车载摄像头的模组工艺难度较大，主要因为车载摄像头需要在高低温、湿热、强微光和震动等各种复杂工况条件下长时间保持稳定的工作状态。整体而言，车载摄像头的技术壁垒明显高于手机摄像头。随着自动驾驶的兴起，车载摄像头已成为摄像头市场的新蓝海。按摄像头数目分类：分为单目摄像头、双目摄像头和多目摄像头三类。单双目镜头均通过摄像头采集的图像数据获取距离信息，可以在前视摄像头中发挥重要作用。单目视觉通过图像匹配后再根据目标大小计算距离，而双目视觉是通过对两个摄像头的两幅图像视差的计算来测距，因此双目摄像头的精度更高、测度更为精准、成本也相对较高，主要搭载于高端车型上。多目摄像头是通过多个不同的摄像相互配合覆盖不同范围的场景，能够更精准识别和分析环境，目前只应用在部分厂商的个别车型。从目前实际应用来看，单目摄像头由于成本较低，与毫米波雷达、超声波雷达配合使用能满足L3以下级别需求，短期内单目摄像头为车载摄像头的主流方案。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。红外夜视摄像机主要用于在无可见光或者微光的黑暗环境下，采用红外发射装置主动将红外光投射到物体上，红外光经物体反射后进入镜头进行成像。这时我们所看到的是由红外光反射所成的画面，而不是可见光反射所成的画面，这时便可拍摄到黑暗环境下肉眼看不到的画面。光是一种电磁波，它的波长区间从几纳米(1nm=10-9m)到1毫米(mm)左右。人眼可见的只是其中一部分，我们称之为可见光，可见光的波长范围为380nm~780nm，可见光波长由长到短分为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫光，波长比紫光短的称为紫外光，波长比红外光长的称为红外光。通常人们将红外光划分为近、中、远红外三部分。近红外指波长为0.75～3.0微米;中红外指波长为3.0～20微米;远红外则指波长为20～1000微米。由于红外光属于非可见光，肉眼无法看见它在空间的存在，因此以一种能发射红外光的LED二极管红外灯主动发射红外光的形式被大量使用于要求具有隐蔽性的夜视监控中，代替传统隐蔽性低的照明灯夜视监控。红外灯有不同的功率及715、850nm两种波长，波长的不同决定了红外灯照距和效果折叠。

红外夜视摄像机主要组成部件1、红外灯板通电后经PCB电路板将电流传输到可把电能转化为光能及热能的红外灯芯上，由红外灯发射出红外光并投射到物体上。2、镜头收集红外灯投射到物体上后反射的红外光，经聚焦处理成像后传送至摄像主板感光元器件(CCD/CMOS)。3、摄像主板感光元器件(CCD/CMOS)将接收到的红外光成像由光转换为电流信号经PCB电路板传输到各工作IC电子元器件进行处理，最终经