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倒车影像系统的结构与工作原理

倒车视频影像系统又称为“后视系统”。倒车影像系统在车后安装了远红外线广角摄像头,当汽车挂倒档时,系统会自动接通车尾的高清摄像头,将车后状况清晰地显示于液晶显示屏上,即使在晚上,也能让驾驶人可以看清车后的障碍物。

下面以奥迪A8汽车的倒车影像系统为例加以说明。

倒车影像系统的结构与工作原理

1.倒车影像系统的功能描述
奥迪A8汽车的倒车影像系统可以将摄像机探测到的汽车后方区域信息以图像的形式显示在MMI屏幕上,同时给出静态与动态相结合的参考辅助线,为驾驶人提供良好的后方视野,能够在安全距离内尽可能接近障碍物,驾驶人的目光可以专注于前方,而不必在倒车过程中不停地转头,这样使倒车变得更加方便。
奥迪倒车影像系统提供了“平行停车”和“垂直停车”两种倒车模式供用户选择。这两种模式的主要区别是给出的指示线不相同。

2.倒车影像系统的主要结构
倒车影像系统分为摄像装置、控制单元和显示器3大部分。
奥迪A8汽车装备的倒车影像系统由安装在后方的广角摄像机(R189,质量约40g)、负责信号处理与传输的控制单元(J772)和MMI(多媒体界面)显示器、前部信息显示和操作控制单元(J523)、电视调谐器(R78)以及CAN数据总线等部件组成。

倒车影像系统的结构与工作原理
倒车影像系统的结构与工作原理

(1)倒车摄像机

摄像机由镜头、CCD芯片以及外围处理电路组成。摄像机的功能是将景物通过镜头生成的光学图像投射到图像传感器表面,然后转为电信号,经过模数转换装置转换后,变为数字图像信号,再送到数字信号处理芯片中加工处理,之后通过USB接口传送给图像处理单元。
倒车摄像机通过1根经过屏蔽的信号线将包括图像、色彩、亮度、扫描和同步等视频信号传输给控制单元J772。
倒车摄像机安装在行李箱的手柄处(不仔细看无法看到),斜向下安装,采用广角镜头,水平方向的探测角度为130°,垂直方向的探测角度为95°~100°。水平分辨率为510像素,垂直分辨率492像素,总分辨率为25万像素。在摄像机的镜头上,有一层防污膜,如果觉得MMI屏幕上的图像模糊不清,应当清洁变脏的镜头,可以用少量酒精类玻璃清洁剂浸湿镜头,然后用干布擦净。
如果需要的话,可以手动关闭后方的摄像机。

倒车影像系统的结构与工作原理

(2)系统控制单元(J772)。

摄像机摄取的图像容易失真,这些图像信息在MMI显示之前,需要进行校正,这一任务由J772来完成。倒车影像系统控制单元的安装位置在汽车右侧、靠近轮罩的地方。J772与舒适/便捷数据总线相连。
控制单元(J772)的主要作用如下:
①与摄像机通信,为摄像机提供电源,并且从摄像机获得图像信息。

②负责与整车电器系统通信,并获得汽车的状态信息,例如倒车信号、车速信号、转向盘转角等。如果系统出现故障,控制单元会将故障信息发送到CAN总线

③进行图像处理,包括图像纠正、添加动态/静态辅助线、在光线条件较差的情况下,通过数据处理提高图像输出的质量。
④输出图像,就是将处理后的图像输送给导航/DVD。

倒车影像系统的结构与工作原理

3.倒车影像系统的工作原理
倒车影像系统基于视觉测量的后视技术,它依靠车尾的摄像头,将汽车后方的路况信息呈现在中央显示屏上。驾驶人可以通过触摸屏把代表车身的方块在屏幕上随意移动,如果位置合适,方块将由红色变成绿色。此时只要挂入倒档,并控制好车速,就可以完成自动倒车。
奥迪A8汽车倒车影像系统的网络结构图如图3-84所示。

4.系统的限制与标定
(1)倒车影像系统的限制。在以下几种情况下,可能会引起倒车影像系统的图像失真:
①有冰、雪、泥覆盖在摄像机上。
②环境光线黑暗。
③处于极端条件下,如有太阳眩光、后方汽车的前照灯照射过来。
④汽车后部变形损坏。
⑤极高或极低的温度,以及大幅度的温度变化。

倒车影像系统的结构与工作原理

(2)倒车影像系统的标定。

在安装、更换摄像机或控制单元、汽车后部受到碰撞、对行李箱盖手柄或后桥等部位进行维修后,需要采用专门的校准面板对倒车影像系统进行标定(校准),以修正摄像机图像的失真。加上摄像机制造及安装过程中存在一定的偏差,未经标定的摄像机所获取的图像与理想的图像会产生较大的差距,而图像误差将直接导致预测的倒车轨迹线出现失误。因此,倒车影像系统的标定是必不可少的。(详见本章三十的内容)

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