一、图像传感器应用现状

1.后视系统

后视系统是将摄像头安装在汽车的尾部，通过驾驶室的显示器将车后的情景显示给驾驶员，使其能够清晰的观察到车后通过后视镜无法观察到的区域，提高驾驶的舒适性并且避免事故的发生。目前，后视系统是图像传感器在车上最广泛最实际的应用，乘用车从 A0 级车到 D 级车均有装备。下面以大众集团的后视系统为例介绍该系统的功能以及原理。

1）系统构成以及工作条件

系统主要由摄像头、控制器和显示器 3 部分组成。摄像头的结构如图1 所示，可以简单分为镜头，CCD 芯片和外围处理电路。摄像头主要完成的工作就是使图像传感器产生原始图像信号并将信号传递给控制器。

在本系统中控制器的作用主要有 4 个，第一个实现与摄像头的通讯，为摄像头提供电源并且从摄像头获得图像信息。第二个负责与整车电器系统进行通讯，并获取车辆的状态信息。比如，倒挡信号，车速信号以及方向盘转角信号等。如该系统出现问题，控制器同时要将故障信息发送到CAN 总线。第三个功能是进行图像的处理，图像的处理主要包括:图像的纠正，添加动态/静态辅助线，在光线条件较差的情况下，通过数据处理提高输出图像的质量。第四个功能是输出图像。将处理后的图像输出给导航/DVD。图 2、3 所示分别为图像处理前后的情况。

2）停车模式

如图 4、5 所示，该系统提供了 2种停车模式供用户选择，分别是垂直停车和平行停车。2 种停车模式摄像头输出的图像完全一致，但是静态/动态的指示线是完全不同的。静态指示线只显示车辆正后方的距离，可方便驾驶员能够方便准确的估算出车位的位置以及障碍物的距离。相对于静态指示线，动态指示线要复杂的多。控制器要根据驾驶员转动方向盘角度的大小，准确计算出车辆的预计轨迹，使驾驶员能够给出正确的方向盘转角。对于平行停车，选择打开不同的方向指示灯，指示线将只显示对应一侧的指示线。

3）系统标定

由于在摄像头的生产以及安装过程中存在一定的公差，未经标定的摄像头所获取的图像与理想的图像有一定的误差。图像的误差要远远大于摄像头的公差。而图像的误差将直接导致预测的轨迹线出现失误。因此，一个新的系统必须经过标定后才能使用。其中新车下线，更换摄像头，更换控制器都需要重新标定系统。

4）系统限制

目前摄像头的使用也存在一定的限制条件，其中最主要的就是摄像头系统存在一定的盲区。如图6所示，深色区域往往容易被驾驶员忽视而造成事故。目前，在大众集团比较好的解决方式就是安装摄像头的同时安装超声波倒车雷达。另外，对于在强光和弱光下如何能保证清晰的画面也是比较困难的。

2.车道保持系统

根据统计，14%的高速交通事故是因为驾驶员疲劳驾驶偏离车道导致。车道保持系统就是基于此原因，为提高驾驶的安全性而研发的。根据车辆对车道偏离时采取的措施不同，车道保持也分为 2 种系统。一种为车道偏离提醒，当车偏离正常车道时，系统会通过震动方向盘提示驾驶员注意。另一种为车道偏离干预系统，当车偏离正常车道时，系统会在方向盘上施加一个纠正力矩，使车辆回到正确的车道。一般纠正力矩不会大于 2N·m。目前在 AUDIQ7，Passat CC，奔驰 E 级以宝马 7 系上均有装备。

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