奔驰360°影像技术变革及故障两例

◆文/河南 刘勤中

奔驰车系的驻车系统可实现查找选择停车位、驶入驶出停车位以及挪车等功能，包含下述4个分系统：

1.驻车定位系统PTS(代码220)：通过距离传感器确定与障碍物之间的距离，并以影像、语音提示驾驶员。

2.主动式驻车辅助系统(代码235)：搜索、检测停车位，计算合适的路线并在多媒体显示屏中显示所有与停车位相关的信息，该系统部分自主或自主干预车辆的行驶和控制系统(加速、制动、转向)，并在出现危险情况时警示驾驶员。

3.倒车影像(代码218)或360°影像(代码501)：记录车辆周围区域，并通过多媒体显示屏向驾驶员提供实时画面，动态引导线指示当前转向会经过的路线。

4.遥控泊车(代码503)：使用智能手机的遥控驻车应用程序在车外遥控驻车。

奔驰车系不同的车型会有不同配置组合的驻车系统，如：低配车型装配带后视摄像头的驻车组件(代码P44)，包含主动式驻车辅助系统(代码235)和倒车影像(代码218)；高配车型装配带360°影像的驻车组件(代码P47)，包含主动式驻车辅助系统(代码235)和360°影像(代码501)。

360°影像系统由4个摄像头组成，分别集成在车辆前端(散热器格栅内)、后端(释放拉手内)以及左右侧(两侧车外后视镜外壳中)。这4个单独的360°环视(广角/鱼眼)摄像头获取车辆周围区域的图像，经过图像处理单元畸变还原、视角转化、图像拼接、图像增强，最终形成一幅车辆四周无死角的360°全景俯视图，并显示在多媒体显示屏上。同时，还会向驾驶员显示动态和静态引导线，并根据转向角度形成车辆尺寸和行驶轨迹(行驶路径)。这些影像能够帮助驾驶员在驻车或挪车时，避免车辆碰撞到障碍物。通过对多媒体系统的操作，驾驶员可以选择查看不同角度的360°影像(图1)。

图1 奔驰车系上的360°影像显示

360°影像系统中的每个摄像头均为广角镜头(180°水平视角和123°垂直视角)，分辨率为100万像素，由驻车系统控制单元N62为其提供5V的工作电压。系统的工作原理如图2所示。

图2 奔驰车系360°影像系统工作原理

奔驰360°影像系统的数据传输技术经历过2次技术变革。早期车型采用LVDS低电压差动信号，最新车型则采用了HSVL高速视频链接。例如：E级车(代号213)，2021款之前使用的是LVDS技术，2021款(代码801)开始采用HSVL技术。

LVDS(Low-Voltage Differential Signaling)低电压差分信号，是一种低功耗、低误码率、低串扰和低辐射的差分信号技术，传输速率可达到155Mbit/s以上，其核心是采用极低的电压摆幅高速差动传输数据。LVDS之所以成为目前高速I/O接口的高速数据传输的首选技术，主要是因为他在传输速度、功耗、抗噪性、EMI等方面所具有优势，理论极限速率可达1.923Gbit/s。LVDS应用于主机与显示屏、摄像头与驻车控制单元之间的视频数字信号传输，并且可以发送音频及控制命令，利用4芯同轴电缆作为传输载体。一根为电源线，一根为接地线，另外两根类似于CAN总线的低压差分信号(Rx+和Rx-)。LVDS通讯传输的工作原理如图3所示。

图3 LVDS通讯传输工作原理

随着智能网联技术的快速发展，LVDS已无法满足车载网络对视频传输速度的要求，奔驰车系又开始采用新的视频传输技术——高速视频链接HSVL(High Speed Video Link)。与LVDS相比，HSVL的传输速度大幅提高。另外，由于LVDS采用了一种基于同轴线信号传输的电源叠加技术POC(Power Over Coaxial)技术，使得“小型用电器”可以省去单独的供电线路。在同轴电缆中，既可以传输高频信号、又可以传输电源。HSVL的传输载体是1芯同轴电缆，与LVDS的4芯同轴电缆相比，可靠性更高。HSVL最早被应用在2016款奔驰E级(代号213)车上，主要用于主机与显示屏之间，以及驻车控制单元与主机之间的数据传输，但摄像头与驻车控制单元之间仍然采用LVDS。

HSVL与LVDS两种技术都是传输数字信号，电缆无法进行修复，限制插头的插拔次数，且拔插头之前需要先释放静电。他们的不同之处在于传输速率和传输载体。下文将通过两个故障案例详细讲解HSVL与LVDS这两种技术的特点及故障诊断方法。

案例1 2018款奔驰E300L右侧影像不显示

故障现象

一辆2018款奔驰E300L(CODE808)，搭载274 920型发动机，VIN码为LE42131481L18＊＊＊＊，行驶里程为51 733km，该车360°影像系统中右侧摄像头无画面，黑屏且有摄像头禁用的红色标志(图4)。

图4 故障车显示屏上360°影像

故障诊断与排除

查询故障车的车籍卡发现，此车搭载了代码为P47的高级驻车套件、代码为235的主动式驻车辅助系统和代码为501的360°影像系统。通过试车发现，挂倒挡后显示屏中360°影像界面可以自动打开，但右侧画面不显示，黑屏并有摄像头禁用的红色标志，其他部分的画面能正常显示。

连接诊断仪进行快速测试发现，该车驻车系统控制单元N62中存储了3个故障码：B1FC101-右侧车外后视镜内的摄像头存在一般电气故障，A+S；B1FC113-右侧车外后视镜内的摄像头存在断路故障，S；B1FC109-右侧车外后视镜内的摄像头存在部件故障，S。查看右侧摄像头B84/8的校准实际值为“正常”。

查阅360°影像系统电路图(图5)，360°摄像头与驻车系统控制单元N62之间采用LVDS低电压差动信号技术，传输载体为4芯同轴电缆；4个摄像头通过LVDS的4芯同轴电缆将视频数字信号发送到驻车系统控制单元N62，N62进行视频信号处理后将最终的360°环视图像数字信号，通过高速视频链接HSVL线(1芯同轴电缆)发送到主机A26/17，最后又通过高速视频链接HSVL线(1芯同轴电缆)发送到仪表显示屏组A40/16。

图5 故障车型360°影像系统电路

根据系统工作原理及故障码分析，导致该车故障的可能原因有：右侧摄像头B84/8与驻车系统控制单元N62之间线路故障；右侧摄像头B84/8电气故障；驻车系统控制单元N62软件故障；驻车系统控制单元N62电气故障。

尝试进行断电处理，故障依旧；尝试更新N62的软件发现，无新软件；检查右侧摄像头B84/8与驻车系统控制单元N62之间的线路，导通且插头无腐蚀或退针现象。两侧的摄像头安装在外后视镜中，不易拆装，为了确认故障原因，我们拆下位于后备箱左侧的驻车系统控制单元N62，在做好标记的情况下，将N62通向右侧摄像头B84/8的LVDS同轴电缆与其他摄像头进行互换，结果发现故障画面出现了转移，由此可以排除驻车系统控制单元N62存在电气故障的可能，并可以判定故障原因是右侧摄像头B84/8存在电气故障。

更换右侧摄像头B84/8后进行路试并校准，该车故障被彻底排除。

案例2 2021款奔驰E300L前方和右侧影像不显示

故障现象

一辆2021款奔驰E300L(CODE801)新车，搭载264 920型发动机，行驶里程才8km，VIN码为LE42131831L65＊＊＊＊，技师在给新车做PDI时发现，挂倒挡后主机显示屏上的前方和右侧影像不显示，处于黑屏状态，但左侧和后侧画面显示正常(图6)。

图6 故障车显示屏上的影像显示不全

故障诊断与排除

通过反复试车发现，该车故障持续存在。连接诊断仪进行快速测试发现，驻车系统控制单元N62设置了多个故障码(图7)：B1FC104-右侧车外后视镜内的摄像头存在内部故障；B1FBF04-前部360°摄像头存在内部故障；B223264-驻车定位系统(PARKTRONIC)存在不可信的信号。

图7 故障车N62中存储的故障码

查询故障车的车籍卡发现，此车搭载了代码为P47的高级驻车套件、代码为235的主动式驻车辅助系统和代码为501的360°影像系统。

查阅故障车型360°影像系统电路图(图8)，4个摄像头通过高速视频链接HSVL线(1芯同轴电缆)将视频数字信号发送到驻车系统控制单元N62，N62进行视频信号处理后将最终的360环视图像数字信号通过高速视频链接HSVL线发送到主机A26/17，最后经高速视频链接HSVL线发送到仪表显示屏组A40/16。

图8 故障车型360°影像系统电路

根据系统工作原理和电路图分析，导致前部和右侧影像不显示的可能原因有：驻车系统控制单元N62软件故障；N62自身电气故障；摄像头电气故障；摄像头到N62之间的线路故障。

尝试进行断电处理，故障依旧；尝试对驻车系统控制单元N62进行软件升级，结果发现XENTRY诊断软件中没有软件升级的菜单，但有设码的菜单，对N62进行SCN设码后，故障依旧；对N62进行校准学习，提示“出现一个错误”(图9)，学习不成功。

图9 对故障车N62进行校准

由于两个摄像头同时出现故障的概率很小，于是将位于后备箱左侧N62的4个摄像头的插头做好标记后，进行互换测试，结果发现右侧摄像头换到其它位置时可以正常显示，但前面的摄像头始终是黑的，不显示。据此分析，很可能是控制单元N62存在故障。

尝试与正常车互换N62，结果此车的N62模块换到正常车上，正常车的360可以正常显示，但故障车换上正常车的N62后故障依旧，说明故障车的N62也没有问题。因此，我们怀疑是始终黑屏的前摄像头B84/9存在故障，同时引起右侧摄像头也不显示，于是决定与正常车互换前摄像头进行测试。断开正常车位于中网上的前摄像头插头，结果发现不仅前摄像头黑屏了，右侧摄像头的影像也黑了；互换前摄像头后，故障现象发生了转移，因此可以判定是前摄像头B84/9存在电气故障。

更换前部摄像头B84/9，并进行校准后试车，该车360°影像功能恢复正常，故障被彻底排除。

维修小结

1.奔驰E级车改款前(CODE801之前)的驻车系统控制单元N62供应商是Valeo法雷奥，改款后(CODE801开始)的供应商是Bosch博世；

2.奔驰E级车改款前(CODE801之前)的驻车系统当某个摄像头出现故障时对应区域的画面变成黑屏，且出现红色摄像头禁用的标志，而改款后(CODE801开始)的只会显示为黑屏，而不显示红色禁用符号；

3.改款后的奔驰E级车(CODE801开始)在转向时360°影像会随之转动(即使车辆原地不动，只转动方向盘图像也会随之转动)，这是通过图像处理软件实现的，不是摄像头本身在转动；

4.改款后的奔驰E级车(CODE801开始)前摄像头和右摄像头为一组，后摄像头与左摄像头为一组，某个摄像头出现故障后会导致同一组内另一个摄像头的影像也变为黑屏，改款前(CODE801之前)则不会出现这种情况；

5.由于同轴电缆插头的特殊结构，无法拆开外壳测量带负载的信号波形或信号平均电压，采用HSVL传输技术的摄像头，断开1芯同轴电缆时测量中央通讯线的电压应为9V左右，根据此电压经验值可以简单判断线路和控制单元N62的状态；

随着高级驾驶辅助系统ADAS，以及车载智能信息系统等各种功能对带宽的需求不断提高，尤其是视频传输的需要(高分辨率大屏显示、增强现实视频数据流)，刚刚上市的全新S级车(CODE 223)已开始采用增强版高速视频链路HSVL2.0数字传输技术。

HSVL2.0的传输速率比HSVL更高，可以实现高达6Gbit/s的数据传输；可满足当前所有的显示需求。在特殊算法的帮助下，甚至可以实现更高的带宽(18Gbit/s)，实现视频无损压缩(VESADSC)。此外，HSVL2.0还提供了视频传输“端到端”的保护机制，例如对摄像头图像的保护。