车载高清全景环视系统电路设计原理

深圳市豪恩汽车电子装备股份有限公司 王家才

汽车新一轮科技革命和产业变革蓬勃发展，电动化、网联化、智能化、共享化成为汽车产业发展潮流和趋势，汽车电子零部件占整车比例越来越高，车载高清全景是后视倒车影像系统的升级换代产品，车载高清全景的市场认可度和新车装车率越来越高，车载高清全景环视系统电路包括一个全景控制器、四个广角车载摄像头、车身电源和控制线束、视频输入和视频输出线束。

1 车载全景环视系统安装位置

全景控制器通常安装位置：副驾驶手套箱附近、副驾驶座椅下面、尾箱等。

前后摄像头：前摄像头安装于车辆前保险杠车标附近，后摄像头安装于车辆后保险杠车标附近。

左右摄像头：分别安装于左右后视镜内外侧。

2 车载全景环视系统线束连接示意图（如图1）

图1 全景系统线束连接示意图

车身主线束：包括环视电源线、CAN通信控制总线、环视控制器休眠/唤醒开关、环视视频激活/关闭开关。

视频输出：一般采用同轴或差分连接方式，拼接全景视频图像传输到导航显示。

视频输入：摄像头视频输入采用视频+电源共享同轴线束，节省线束成本，方便安装。

3 车载全景控制器视频连接器接口信号（见表1）

表1 视频连接器接口信号图

4 车载全景环视系统控制器内部电路原理（如图2）

图2 车载全景控制器内部电路原理图

视频输入解串器：接收4个环视摄像头输入视频数据，将串行数据转换为并行数据，通过并行图像接口或MIPI接口将视频数据传输给全景处理器。

高清全景处理器：接收摄像头视频数据，首先进行变形校正，第二步2D或3D投影变换，第三步进行拼接图像融合，最后进行图像增强处理。

EMMC ROM：存放操作系统启动程序、内核程序、文件系统、用户界面数据、环视标定数据，不同的客户要求有差异，EMMC ROM容量也差异。

DDR3 RAM：双倍率随机访问存储器，读写速度很快，电源关闭时RAM不能保留数据，通常作为操作系统或其他正在运行中的程序的临时数据存储媒介，不同的功能要求，DDR3 RAM容量也差异。

CAN总线通信：车身转向灯信号控制车载全景左右视图自动切换，前进/倒退档位信号控制车载全景前后视图的自动切换，方向盘角度数据控制前后动态车辅助线。

微控制器：接收CAN总线数据、全景视频激活/关闭、高清全景控制器休眠/唤醒控制、系统电源低功耗管理、与全景处理器通信管理。

电池防反接保护和EMC滤波保护电路：根据车载高清全景工作电流，选择防反接二极管；汽车电源噪声复杂，EMC滤波保护电路滤除各种低频和高频噪声，确保全景控制器稳定可靠地工作。

摄像头电源保护电路：过流保护、对地和对电源保护等。

5 车载全景环视系统摄像头内部电路原理（如图3）

图3 全景摄像头内部电路原理图

摄像头电源电路：POC（Power Over Coax）是视频信号和电源叠加共享一条同轴线缆。ECU控制器输出的摄像头电源，经过POC滤波处理后，降压产生多路电源给CMOS图像传感器和串行器供电。

CMOS感光图像传感器：景物通过镜头聚焦到CMOS传感器感光阵列，将模拟光信号转换为数字电信号数据，同时还集成AEC自动曝光量控制、AGC自动增益控制、AWB自动白平衡处理、黑电平控制、伽玛校正等。

串行器：接收CMOS图像传感器图像数据，将并行图像数据编码后转换为串行数据，输出到同轴线束。

6 车载全景环视系统视频线束（如图4）

图4 全景同轴线束传输原理示意图

车载全景控制器与4路摄像头之间，采用同轴屏蔽线束连接，视频和电源共享同一同轴线束。

车载全景控制器与导航主机同轴屏蔽线束只用于传输视频信号。

车载全景系统工作环境恶劣，电路设计之前对关键模块进行仿真分析，降低信号完整性风险，系统功能实现只是电路设计中的一小部分，还要满足可测试性、可制造性、可靠性、电磁兼容性、环境测试的硬件产品设计要求，并且成本具有竞争性。