正 文
文章來源於智駕最前沿。
近年來，隨著汽車智慧化升級，各車企正在從低等級自動駕駛向高等級提升。而自動駕駛將對車輛安全、行人安全、駕駛員監控等主動安全功能提出更高的要求，ADAS 滲透必然加速。
各車型中的車載攝像頭越來越多。但基本上都會有至少一個ADAS前視攝像頭、四個環視攝像頭的基礎配置。如果再加上近年越來越被重視的駕駛員監控攝像頭，可以預見，未來幾年，車上至少需要6個攝像頭，市場前景巨大。
車載攝像頭安全為本，技術不斷升級
相較於消費類電子攝像頭，車載攝像頭的工作環境極度惡劣，比如說震動、高溫、雨霧、低溫、光線變化劇烈等。而車載攝像頭以駕駛安全為目的，上述各個工作狀態下，均需要能獲取穩定、可靠、清晰的周邊環境資料。
因此，隨著汽車工業技術的提升，車載攝像頭的相關效能需求將越來越嚴苛。根據2019 年出臺的《汽車用攝像頭行業標準》，車載攝像頭要求能在-40℃到85℃的環境中持續工作，能不受水分浸泡的影響，防磁抗震，使用壽命需達8~10 年。另外，出於安全的考慮，車載攝像頭需要在短時中斷供電的情況下依舊保證工作。
此外，高動態範圍、夜視、LED 閃爍抑制等效能將不斷普及。目前，車載攝像頭的功能要求其需要具備以下效能：車載攝像頭往往還需要具備夜視功能，能夠抑制低照度攝影時的噪聲，在暗光條件下依然要有出色的表現。水平視角擴大為 25°~135°，要實現廣角以及影像周邊部位的高解析度。下面，咱們就一起來聊聊近年來車載攝像頭都會有哪些方面的效能、技術提升。
車載攝像頭技術趨勢
消除雜光鬼影，提升光學成像穩定性
隨著車載攝像頭工藝的最佳化與升級，車載攝像頭抗震、耐磨、耐高溫低溫能力逐漸提高，畫質更加清晰。
為了控制車大燈等正面強光干擾引起的鬼影雜光、在極端溫度或短時間快速溫差變動的狀況下保持光學成像穩定性以及有效捕捉和分辨物體細節，除了從軟體上提升演算法外，車載鏡頭廠商也在積極地透過改進鍍膜工藝、提高技術引數以及在鏡頭外增加導電加熱膜等方式，不斷推動車載鏡頭產品整體的技術進步。
畫素升級：800W畫素攝像頭
車載攝像頭感知的核心是視覺，而解析度決定了視覺的高下。隨著ADAS功能對感知距離需求的提升，感知內容方面的更精細，解析度更高的攝像頭大勢所趨。對於主流的新能源車企來說，120W到200W的鏡頭已經不再滿足使用，行業開始升級到800W畫素。
鏡頭材質：玻塑混合
車載攝像頭要求具有高耐用性和熱穩定性。按材質來分，車載攝像頭的鏡片可由玻璃、塑膠製成。玻璃鏡片具有高耐用度和防刮傷性，且溫度效能較好，因此更多用在高階產品中。而塑膠鏡片價格便宜但是成像效果差，且在汽車惡劣的使用環境中容易造成鏡片變形，影響成像質量。
目前，綜合考慮成本和效能，主流廠商車載鏡頭正逐漸開始使用玻塑混合鏡頭為主，部分高階鏡頭採用全玻方案。
塑膠與玻璃鏡頭效能對比如下：
塑膠鏡頭：
優點：重量輕、成本低、工藝難度低，適合大批次生產；
缺點：透光率稍低，耐熱性差、熱膨脹係數大、耐磨性差、機械強度低等。
玻璃鏡片：
優點：效能優良，透光率高；
缺點：主要是量產難度大，良率低、成本高。
鏡片工藝：非球面鏡片
球面鏡片會導致像差問題，即從鏡片中央射入的光線與鏡片邊緣射入的光線的焦點不一致，進而造成成像模糊的問題。球面鏡片需要多枚鏡片組合來減小像差。
非球面鏡片是由球面和平面以外的曲面組成的鏡片，透過改變鏡片的曲率，使光線匯聚在固定的焦點，解決了像差的問題，且僅需一枚鏡片就可實現。因此，非球面鏡片具有小型化、輕量化和成像效果佳的優勢，已經成為高畫素車載鏡頭的最佳解決方案。
塑膠非球面鏡片採用注塑生產實現，而玻璃非球面鏡片是採用優質的光學玻璃，利用精密控制的熱模壓技術進行生產的產品。目前，具備車載攝像頭非球面鏡片生產能力的企業有：舜宇光學、聯創電子、藍特光學等。
自清潔以及防霧除霜
車載攝像頭依靠光線傳播識別道路資訊，鏡頭表面髒汙會導致識別能力下降，很難從光學角度減少髒汙。而此外，每當遇到雨雪天氣，暴露在車外的攝像頭甚至還會出現起霧結霜的問題。
自清潔防汙：目前主流廠商至少會在車載攝像頭的鏡頭表面鍍一層疏水塗層，一方面可以有效透過噴水清洗等手段去除髒汙。
防霧除霜：目前業界有兩個方向，一是透過鍍膜，鏡頭外表面鍍疏水膜，鏡頭內表面鍍親水膜；二是採用加熱方案，或是鏡頭整體加熱，或者是鏡頭表面做一層透明導電膜實現加熱。
AA封裝
車載鏡頭組裝需要高精度的AA 技術。車載攝像頭模組的封裝需要經過多次裝配，誤差疊加將導致產品良率下降。AA 技術使鏡頭與CMOS 影象感測器的相對位置自由可調，還可以透過實時採集分析成像資料，調節水平位置以及鏡頭的傾斜角度，從而保證影象的清晰度，並保證光軸與像面的焦點處於影象中心。
隨著車載攝像頭解析度的提升，鏡頭與CMOS 間的定位精度的要求也不斷上升。因此，AA 裝置的技術含量將影響各元件的機械工差修正，進而影響攝像頭成像質量以及產品的一致性。
在車載攝像頭領域，現階段AA裝置帶來的資本投入非常大，比如說進口的AEI、ASM等。而隨著國內裝置廠商的成長，比如說：中科精工、華亞智慧、艾微視、德賽自動化、廣浩捷科技、天準、舜宇等。AA裝置的成本也將會有一定下降。
夜視技術
為了保障行車安全，汽車ADAS功能需要儘量實現全天候運轉。攝像頭是透過感光與演算法實現對周邊環境感知，因此在光線不足如夜間行車、過隧道等場景下，需要增強攝像頭的夜視能力。目前汽車夜視系統按成像原理與鏡頭不同可以分為三類：微光、近紅外以及遠紅外。
微光：從字面意義理解，是透過放大接收到的少量可見光，最終將影象採集並投射到相應顯示屏上。微光跟一般攝像頭的成像原理一致，都是透過可見光實現夜視，但需要一定的可見光環境。
近紅外夜視：也有稱為主動紅外夜視技術，是指工作時用較強的紅外發射源照射目標， 利用目標反射回來的紅外線來得到物體的像。工作波段在 800~1000nm 的近紅外光。
遠紅外夜視（熱成像系統）：也有人稱之為被動紅外夜視技術，主要是利用物體自身發出的紅外輻射來成像，這也就是大家所說的熱成像。熱成像系統是基於目標與背景的溫差而形成的紅外發射率的差異，利用輻射測溫技術對目標逐點測定輻射強度，而形成可見目標的熱影象。其理論工作波段在1-14um之間，但一般遠紅外夜視主要使用短波 （3μm —— 5μm）與長波 （ 8μm ——14μm）這兩種 。
其中，微光夜視需要從CMOS與演算法上去提升實現；而紅外夜視則需要配備專門的紅外鏡頭確保紅外光的進入。此外微光夜視可以看到彩色畫面，而紅外則無法做到彩色。
3D 感測：人臉識別與駕駛員監控
隨著汽車智慧化的不斷演進，對車載鏡頭提出了快速感測並深度辨識車身周邊環境的需求。車載鏡頭需要在對環境資訊進行解讀的同時同步實現景深測量的效果，而作為 3D 感測主流技術方案的結構光、TOF 技術等已成為各大車載鏡頭廠商技術攻關的熱點。
目前3D感測技術主要是應用在座艙內部，比如說近年越來越被重視駕駛員監控系統等。此外，透過人臉識別可以確定駕駛員身份，座艙進而根據個人使用習慣而調整，甚至還可以實現防盜功能。
人機互動：手勢控制
汽車內人機互動功能體現在內建車載攝像頭實現的人臉識別、疲勞檢測、手勢識別、注意力監測及駕駛行為分析。在智慧駕駛艙逐漸興起的市場環境下，具備深層互動能力的車載攝像頭市場需求將進一步提高。
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