看到周围的环境
无论是汽车还是公共汽车,自动驾驶汽车都需要摄像头、雷达,也许还需要激光雷达来感知周围的完整环境。使用这些传感器的组合,车辆的高级驾驶员辅助系统(ADAS)可以检测车辆所有四个侧面的世界。多个摄像机(少则五个,但通常多达八个)是系统的关键。前置和后置摄像头需要灵敏度和快速响应,以帮助交叉交通和碰撞检测,并迅速成为许多汽车和SUV的标准设备。所有环视摄像头的组合为紧急制动辅助、自适应巡航控制、盲点检测、后方交叉路口警报、车道偏离警告/自动车道保持以及即将推出的交通标志识别提供可靠的信息,因此您永远不会超过公布的速度限制。
基本摄像系统
例如,特斯拉汽车上的最新硬件套件使用NVIDIA Drive PX 2处理平台,该平台从八个摄像头,超声波传感器和雷达系统中获取数据。该平台从用于AutoCruise功能的手掌大小的节能模块扩展到能够完全自动驾驶的强大AI超级计算机。该系统可以实时了解车辆周围发生的事情,在高清地图上精确定位自己,并规划安全的前进路径。它结合了深度学习、传感器融合和环绕视觉,以改变驾驶体验。
摄像头系统的性能对于安全辅助或自动驾驶汽车至关重要。当然,摄像头分布在车辆周围,通常与CPU相距甚远。它们的性能水平决定了ADAS可以看到物体的距离、可检测到物体的尺寸以及信息可用的速度,具体取决于分辨率、动态范围和帧速率。鉴于来自这些设备的信息的关键性质,它们无法容忍高错误率。它们还具有非常高的数据速率。在环视系统中,每个摄像头通常具有分辨率为1280×800像素、帧刷新率为30 f/s的视频流。
汽车世界使用许多总线或网络,包括CAN,LIN,FlexRay,MOST,LVDS和以太网。但是视频链路所需的数据速率排除了所有这些方法的使用,LVDS和以太网除外。
更好的解决方案
在千兆多媒体串行链路(GMSL)中可以找到更好的解决方案,它提供了以太网的无压缩替代方案。因此,与以太网相比,GMSL 的数据速率提高了 10 倍,布线成本降低了 50%,EMC更好。Maxim提供MAX96707和MAX96708 GMSL串行器/解串器芯片,它们使用电流模式逻辑(CML)实现非常高的抗扰度,可通过低成本50 Ω同轴电缆或100 Ω双绞线电缆发送长达15m的数据。它们以高达 1.74Gbps 的串行比特率与百万像素相机配合使用。相机数据时钟为 12.5MHz 至 87MHz,12 位 + H/V 数据或 36.66MHz 至 116MHz,12 位 + H/V 数据(使用内部编码)。IC共享9.6kbps至1Mbps I2C控制通道彼此之间以及外部源以进行更新和设置。它们的特点是在检测到错误时自动重新传输控制数据。控制通道多路复用到串行链路上,带或不带视频通道均可使用。
MAX96707串行器IC具有可编程预加重/去加重功能,用于驱动较长的电缆。它具有视频和控制数据的错误检测功能,并具有用于双摄像头选择的交叉点开关。其串行输出提供可编程扩频。该芯片采用小型 24 引脚 4 x 4mm TQFN 封装,采用 1.7 至 1.9V 电源。最大电源电流为 88mA。
MAX96708解串器可以跟踪来自扩频串行输入的数据,芯片的自适应均衡功能大大提高了误码率。输出交叉点开关有助于提高灵活性。该 IC 的内核电源范围为 1.7 至 1.9V,而 I/O 电源为 1.7 至 3.6V。该器件采用 32 引脚 5 x 5mm TQFN 封装。
两款芯片均工作在 -40º 至 115ºC 的温度范围内,具有 ±8kV 触点和 ±15kV 空气 ESD 保护,符合 IEC 61000-4-2 和 ISO 10605 标准。两者都符合汽车标准 AEC-Q100。
当然,如果我正在设计一个自动驾驶系统,一个关键的事情就是与摄像头进行可靠的通信。我会仔细检查实际车辆设置中所有摄像头连接中的错误率,以及最坏情况下的噪音条件。在我看来,GMSL技术为这一关键领域的成功提供了最好的机会,同时满足标准并提供高可靠性。
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