汽車智能傳感器技術(shù)與應(yīng)用項(xiàng)目二知識(shí)準(zhǔn)備2：選用視覺(jué)傳感器（課件）

選用視覺(jué)傳感器智能汽車傳感器應(yīng)用技術(shù)一、課程導(dǎo)入車載攝像頭的類型根據(jù)智能網(wǎng)聯(lián)汽車需要完成的任務(wù)不同而有所不同，通常可以按照工作原理、安裝位置進(jìn)行分類。課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)二、視覺(jué)傳感器的類型2.1按工作原理分類1、單目攝像頭單目攝像機(jī)模組只包含一個(gè)攝像機(jī)和一個(gè)鏡頭。單目攝像頭測(cè)距原理，是先通過(guò)圖像匹配進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別（汽車、行人和物體等），再根據(jù)目標(biāo)在圖像中的大小估算目標(biāo)距離。松下車載單目攝像頭單目攝像頭模組課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)二、視覺(jué)傳感器的類型2.1按工作原理分類1、單目攝像頭優(yōu)勢(shì)：（1）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，成本較低。（2）算法成熟度高。劣勢(shì)：（1）無(wú)法對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)障礙物進(jìn)行判斷識(shí)別。需要不斷更新和維護(hù)一個(gè)龐大的樣本數(shù)據(jù)庫(kù)，才能保證系統(tǒng)達(dá)到較高的識(shí)別率。（2）視野取決于鏡頭，車載攝像頭是定焦的，它無(wú)法像人眼一樣快速變焦。（3）測(cè)距精度低。距離并非真正意義上的測(cè)量。課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)二、視覺(jué)傳感器的類型2.1按工作原理分類2、雙目攝像頭人眼能夠感知物體的遠(yuǎn)近，是由于兩只眼睛對(duì)同一個(gè)物體呈現(xiàn)的圖像存在差異，也稱“視差”。物體距離越遠(yuǎn)，視差越??；反之，視差越大。雙目攝像頭測(cè)距原理與人眼類似，通過(guò)對(duì)圖像視差進(jìn)行計(jì)算，直接對(duì)前方景物進(jìn)行距離測(cè)量；從視差的大小倒推出物體的距離，視差越大，距離越近雙目攝像頭測(cè)距原理雙目攝像頭課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)二、視覺(jué)傳感器的類型2.1按工作原理分類2、雙目攝像頭測(cè)距步驟：相機(jī)標(biāo)定——雙目校正——雙目匹配——計(jì)算深度信息（測(cè)距）課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)二、視覺(jué)傳感器的類型2.1按工作原理分類2、雙目攝像頭優(yōu)勢(shì)：（1）沒(méi)有識(shí)別率的限制，因?yàn)閺脑砩蠠o(wú)須先進(jìn)行識(shí)別再進(jìn)行測(cè)算。（2）直接利用視差計(jì)算距離，精度比單目高。（3）無(wú)須維護(hù)樣本數(shù)據(jù)庫(kù)，因?yàn)閷?duì)于雙目沒(méi)有樣本的概念。劣勢(shì)：（1）計(jì)算量非常大，對(duì)計(jì)算單元的性能要求非常高，這使得雙目系統(tǒng)的產(chǎn)品化、小型化的難度較大。（2）雙目視覺(jué)系統(tǒng)通過(guò)估計(jì)視差來(lái)測(cè)距，而視差是通過(guò)立體匹配算法得來(lái)的，立體匹配是計(jì)算機(jī)視覺(jué)典型的難題。（3）雙目測(cè)距原理對(duì)兩個(gè)鏡頭的安裝位置和距離要求較多。標(biāo)定難度大。課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)二、視覺(jué)傳感器的類型2.1按工作原理分類3、三目攝像頭三目攝像頭誕生的目的是為了解決汽車前向測(cè)距的問(wèn)題。三目攝像頭其實(shí)就是三個(gè)不同焦距單目攝像機(jī)的組合，以對(duì)3個(gè)不同距離范圍的障礙物進(jìn)行攝影成像。例如特斯拉安裝在擋風(fēng)玻璃下方的三目攝像頭，三個(gè)攝像頭的感知范圍由遠(yuǎn)及近，分別為前視窄、前視主及前視寬視野攝像頭。特斯拉Autopilot2.0車載三目攝像頭課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)二、視覺(jué)傳感器的類型2.1按工作原理分類3、三目攝像頭優(yōu)勢(shì)：（1）三目攝像頭每個(gè)相機(jī)的視野不同，每個(gè)攝像頭都能發(fā)揮其最大優(yōu)勢(shì)。在定位測(cè)距方面感知范圍更大，也更為準(zhǔn)確。劣勢(shì)：（1）需要同時(shí)標(biāo)定三個(gè)攝像機(jī)，工作量更大。（2）軟件部分需要關(guān)聯(lián)三個(gè)攝像機(jī)的數(shù)據(jù)，對(duì)算法要求很高。課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)二、視覺(jué)傳感器的類型2.1按工作原理分類4、紅外夜視汽車夜視系統(tǒng)是一種利用紅外線技術(shù)輔助駕駛員在黑夜中看清道路的系統(tǒng)，可以提高行駛安全性，由于其核心部件價(jià)格高昂，目前尚未大規(guī)模普及，僅搭載于部分高端豪華品牌車型。按技術(shù)分類，紅外夜視可分為近紅外夜視和遠(yuǎn)紅外熱成像。課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)二、視覺(jué)傳感器的類型2.1按工作原理分類4、紅外夜視課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)二、視覺(jué)傳感器的類型2.1按工作原理分類4、紅外攝像頭優(yōu)勢(shì)：（1）具有全天候工作的能力，不依賴場(chǎng)景的光照條件，凡是溫度高于絕對(duì)零度的物體，都會(huì)輻射紅外線?？娠@著降低夜間駕駛風(fēng)險(xiǎn)。（2）可以穿過(guò)煙霧且作用距離遠(yuǎn)。（3）能夠顯示物體溫度場(chǎng)。劣勢(shì)：（1）分辨細(xì)節(jié)能力差。成像無(wú)顏色，單色深淺度區(qū)別很小，不利于開(kāi)發(fā)以顏色信息為基礎(chǔ)的二維圖像平面算法。且不能透過(guò)透明的障礙物，例如玻璃。（2）目前大多硬件系統(tǒng)功耗、成本都較高。（3）無(wú)法測(cè)得目標(biāo)物體深度距離和速度信息。課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)二、視覺(jué)傳感器的類型2.2按安裝位置分類1、前視攝像頭安裝位置：通常安裝在在前擋風(fēng)玻璃、內(nèi)后視鏡處。前視攝像頭一般簡(jiǎn)稱為前攝像頭。前視攝像頭是ADAS的核心攝像頭，用于測(cè)距、物體識(shí)別、道路標(biāo)線等。前視攝像頭處的攝像頭數(shù)量并不固定，常見(jiàn)的是單目和雙目攝像頭，現(xiàn)今像特斯拉等車型使用的是三目攝像頭。前視攝像頭安裝位置課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)二、視覺(jué)傳感器的類型2.2按安裝位置分類2、側(cè)視攝像頭安裝位置：左右后視鏡處或下方車身處。側(cè)視攝像頭主要是用于盲點(diǎn)監(jiān)測(cè)（BSD），根據(jù)安裝位置又分為側(cè)前視和側(cè)后視。目前大部分主機(jī)廠會(huì)選擇安裝在汽車兩側(cè)的后視鏡下方的位置，未來(lái)可能取代后視鏡。側(cè)視攝像頭安裝位置課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)二、視覺(jué)傳感器的類型2.2按安裝位置分類3、后視攝像頭安裝位置：一般安裝在尾箱或后擋風(fēng)玻璃上。后視攝像頭主要是用于倒車過(guò)程中，便于駕駛員對(duì)車尾后面影像的捕捉，實(shí)現(xiàn)泊車輔助功能。后視攝像頭安裝位置課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)二、視覺(jué)傳感器的類型2.2按安裝位置分類4、內(nèi)置攝像頭安裝位置：無(wú)固定安裝位置，通常方向盤、內(nèi)后視鏡上方、A柱或儀表顯示屏處均有。由于現(xiàn)有自動(dòng)駕駛僅僅位于L2和L3級(jí)，還需要駕駛員干預(yù)。這時(shí)就需要使用內(nèi)置攝像頭監(jiān)測(cè)駕駛員駕駛狀態(tài)。實(shí)現(xiàn)駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)（DMS）?，F(xiàn)有的DMS解決方案主要是采用近紅外攝像頭的AI識(shí)別來(lái)完成。此外，還有部分廠商從DMS系統(tǒng)擴(kuò)展到乘員監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（IMS），可以有效避免后排幼兒或兒童被遺忘在車內(nèi)。內(nèi)置攝像頭安裝位置課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)二、視覺(jué)傳感器的類型2.2按安裝位置分類5、環(huán)視攝像頭安裝位置：車輛前后車標(biāo)或格柵以及集成于左右后視鏡上。環(huán)視攝像頭應(yīng)用于全景式影像監(jiān)控系統(tǒng)，可以識(shí)別停車通道標(biāo)識(shí)以及監(jiān)測(cè)道路情況和周圍車輛狀況。在圖像處理器中進(jìn)行以下流程：畸變還原→視角轉(zhuǎn)化→圖像拼接→圖像增強(qiáng)，最終形成一幅車輛四周無(wú)縫隙的360度全景俯視圖。環(huán)視攝像頭安裝位置課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)三、車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用獲取物體顏色，距離、紋理、深度、形狀等信息量極為豐富實(shí)現(xiàn)道路檢測(cè)、車輛檢測(cè)、行人檢測(cè)、交通標(biāo)志檢測(cè)等獲取范圍廣相比于雷達(dá)，攝像頭的本體結(jié)構(gòu)和測(cè)試的復(fù)雜度都比較小，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)周期和成本都相對(duì)較低制作工藝簡(jiǎn)單在智能網(wǎng)聯(lián)汽車中可以分為前視、后視、側(cè)視、內(nèi)視和環(huán)視。各自實(shí)現(xiàn)功能應(yīng)用廣泛隨著電子化、信息化與人工技能技術(shù)的發(fā)展，小型化和嵌入式的視覺(jué)傳感器得到了廣泛應(yīng)用，人們可以從車載攝像頭中獲得更智能的結(jié)果，即通過(guò)攝像頭的視場(chǎng)感知駕駛環(huán)境。車載攝像頭的優(yōu)點(diǎn)包括：課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)三、車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用A受天氣、光照變化影響大，極端惡劣天氣下攝像頭的檢測(cè)功能會(huì)失效B相比于激光雷達(dá)和毫米波雷達(dá)，攝像頭的測(cè)距和測(cè)速性能差C攝像頭采集到的數(shù)據(jù)需要與樣本進(jìn)行匹配來(lái)完成識(shí)別，難以擺脫樣本限制車載攝像頭存在的缺點(diǎn)和局限性包括：課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)三、車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用車載攝像頭的特點(diǎn)使其成為智能網(wǎng)聯(lián)汽車實(shí)現(xiàn)眾多預(yù)警、識(shí)別類ADAS功能的基礎(chǔ)，廣泛應(yīng)用于ADAS系統(tǒng)中。視覺(jué)傳感器在智能網(wǎng)聯(lián)汽車中的應(yīng)用課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)三、車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用主要的應(yīng)用及功能介紹如下：課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)四、視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)4.1鏡頭的光學(xué)參數(shù)1、有效焦距(EFL)有效焦距是指鏡頭中心到焦點(diǎn)的距離。對(duì)于厚度不可忽略的透鏡，或者是由多片透鏡組成的系統(tǒng)（如照相機(jī)或望遠(yuǎn)鏡的鏡頭），焦距通常以有效焦距表示。它反映了一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)對(duì)物體聚焦的能力。有效焦距的大小決定著視場(chǎng)角的大小，EFL數(shù)值越小，視場(chǎng)角越大，所觀察的范圍也就越大，但距離遠(yuǎn)的物體分辨不很清楚。鏡頭光學(xué)參數(shù)示意圖課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)四、視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)4.1鏡頭的光學(xué)參數(shù)2、光學(xué)后焦距(BFL)是指光學(xué)系統(tǒng)中鏡片的最后一面到焦平面的距離。3、法蘭距(MechanicalBFL)是指法蘭平面（用于安裝鏡頭）到成像面（CCD等感光元件所在的平面）的距離。4.鏡頭總長(zhǎng)（TTL）鏡頭總長(zhǎng)分為光學(xué)總長(zhǎng)與機(jī)構(gòu)總長(zhǎng)。光學(xué)總長(zhǎng)是指由鏡頭中鏡片的第一面到像面的距離。機(jī)構(gòu)總長(zhǎng)是指由鏡筒端面到像面的距離。不同攝像頭的法蘭距課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)四、視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)4.1鏡頭的光學(xué)參數(shù)5、景深指的是被拍攝的景物對(duì)于人眼來(lái)說(shuō)能夠清晰成像的范圍，是下圖中前景深和后景深的和。拍攝距離越遠(yuǎn)，景深越大；焦距越小，景深越大。鏡頭景深示意圖課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)四、視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)4.1鏡頭的光學(xué)參數(shù)6、相對(duì)孔徑(FNo)控制鏡頭進(jìn)光量，需要由鏡頭的“光闌”(Diaphragm)來(lái)控制,如圖2.19所示，光闌由多片可活動(dòng)的薄金屬葉片組成，俗稱“光圈”，通過(guò)控制金屬葉片可以改變光闌中間孔徑（也稱為入射瞳直徑）的變大或縮小，從而實(shí)現(xiàn)控制進(jìn)光量。對(duì)于不同的鏡頭而言，光闌的位置不同，焦距不同，入射瞳直徑也不相同，因此為了方便在實(shí)際應(yīng)用中計(jì)算曝光量和用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量不同鏡頭的孔徑光闌實(shí)際作用，采用了“相對(duì)孔徑”的概念。鏡頭中的光闌課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)四、視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)4.1鏡頭的光學(xué)參數(shù)6、相對(duì)孔徑(FNo)相對(duì)孔徑=[鏡頭焦距]/[入射瞳直徑]=F/D比如某個(gè)鏡頭的焦距為50mm，入射瞳直徑為25mm，那么該鏡頭的相對(duì)孔徑就是50/25=2。通常表示相對(duì)孔徑的辦法是在相對(duì)孔徑前面加入[F/]，比如F/1.4、F/2、F/2.8等，也有用1:2來(lái)表示F/2的。在實(shí)際使用中，很少使用“相對(duì)孔徑”的稱呼，通常都是用“光圈系數(shù)(F)”來(lái)稱呼，簡(jiǎn)稱“光圈”或者“F系數(shù)”。通光量與F系數(shù)值的平方成反比關(guān)系，F(xiàn)系數(shù)值越小，光通量越大。不同F(xiàn)系數(shù)的鏡頭成像效果對(duì)比如下圖所示。F1.4（左）

與F3（右）鏡頭對(duì)比F1.4（左）與F3（右）鏡頭成像效果對(duì)比課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)四、視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)4.1鏡頭的光學(xué)參數(shù)7、視場(chǎng)角（FOV）是指鏡頭能拍攝到的最大視場(chǎng)范圍，角度越大，則成像范圍越寬。視場(chǎng)角可分為對(duì)角線視場(chǎng)角（FOV-D)、水平視場(chǎng)角（FOV-H)及垂直視場(chǎng)角（FOV-V）。通常我們所講的視場(chǎng)角一般是指車載攝像頭的水平視場(chǎng)角。FOV的大小影響攝像頭探測(cè)的距離，因此需要根據(jù)攝像頭的實(shí)際應(yīng)用來(lái)選擇視場(chǎng)角的大小。課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)四、視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)4.1鏡頭的光學(xué)參數(shù)8、畸變畸變是指光學(xué)系統(tǒng)對(duì)物體所成的像相對(duì)于物體本身而言的失真程度，它只引起像的變形，不影響像的清晰度。畸變通常有兩種計(jì)算方法：光學(xué)畸變（Opticaldistortion）和TV失真（TVdistortion）。光學(xué)畸變是指光學(xué)理論上計(jì)算所得到的變形度，而TV畸變則是指實(shí)際拍攝圖像時(shí)的變形程度，計(jì)算方法如下圖所示。一般來(lái)說(shuō)光學(xué)畸變不等于TV畸變,特別是對(duì)具有校正能力的芯片來(lái)說(shuō)。TV畸變光學(xué)畸變課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)四、視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)4.1鏡頭的光學(xué)參數(shù)8、畸變按照?qǐng)D像的變形方式，畸變通?？煞譃檎硇团c桶型兩種。（1）枕型畸變又稱枕形失真，它是指光學(xué)系統(tǒng)引起的成像畫(huà)面向中間“收縮”的現(xiàn)象，如下圖所示。枕形畸變?cè)陂L(zhǎng)焦鏡頭成像時(shí)較為常見(jiàn)，使人變瘦高的哈哈鏡成像屬于枕型畸變。枕型畸變課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)四、視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)4.1鏡頭的光學(xué)參數(shù)8、畸變（2）桶型畸變又稱桶形失真，是指光學(xué)系統(tǒng)引起的成像畫(huà)面呈桶形膨脹狀的失真現(xiàn)象，如下圖所示。桶形畸變?cè)跀z影鏡頭成像尤其是廣角鏡頭成像時(shí)較為常見(jiàn)，使人變矮胖的哈哈鏡成像是桶型畸變的一個(gè)比較形象的例子桶型畸變R課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)四、視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)4.1鏡頭的光學(xué)參數(shù)9、相對(duì)照度（RI）相對(duì)照度是指一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)所成像在邊緣處的亮度與中心區(qū)域亮度的比值。相對(duì)照度不僅和光學(xué)系統(tǒng)本身有關(guān),也與所使用的感光片(SENSOR)有關(guān)。當(dāng)使用的鏡頭相同而芯片不同時(shí)，相對(duì)照度會(huì)有所不同。當(dāng)RI<50%時(shí)人眼是能分辨的，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)畫(huà)面四角全黑的“缺角”現(xiàn)象。因此RI的基本要求為：RI>50%。10、光學(xué)調(diào)制傳遞函數(shù)（MTF）光學(xué)調(diào)制傳遞函數(shù)指在一定程度上反映一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)對(duì)物體成像的分辨能力的參數(shù)值。一般來(lái)說(shuō)，MTF越高，其分辨力越強(qiáng)。它既與光學(xué)系統(tǒng)的像差有關(guān)，又與光學(xué)系統(tǒng)的衍射效果有關(guān)。課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)四、視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)4.2圖像傳感器的關(guān)鍵參數(shù)1、像素像素越多，拍攝畫(huà)面幅面就越大，可拍攝的畫(huà)面的細(xì)節(jié)就越多，如圖2.23所示。有些攝像頭參數(shù)給出的是圖像傳感器水平和垂直方向的像素?cái)?shù)，如1920H×1080V；有些則直接給出了兩者的乘積，如200萬(wàn)像素。不同像素畫(huà)面對(duì)比課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)四、視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)4.2圖像傳感器的關(guān)鍵參數(shù)2、分辨率分辨率是指單位長(zhǎng)度上的像素點(diǎn)數(shù)，如圖2.24所示，是用于度量圖像內(nèi)數(shù)據(jù)量多少的一個(gè)參數(shù)。單位為ppi（每英寸像素，Pixelperinch）和dpi（每英寸點(diǎn)，Dotperinch）。例如下圖的橫向分辨率是640/9=72ppi，縱向分辨率是480/6.7=72ppi。640×480的像素分布課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)四、視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)4.2圖像傳感器的關(guān)鍵參數(shù)3、芯片尺寸芯片尺寸是指感光區(qū)域?qū)蔷€距離，如圖2.25所示。是影響成像表現(xiàn)力的硬指標(biāo)之一。芯片尺寸的大小是由分辨率和像素大小決定的。通常以英制單位表示，比如1/4inch，1/3inch，1/2.3inch等。芯片尺寸越大，材料成本越高。芯片尺寸課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)四、視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)4.2圖像傳感器的關(guān)鍵參數(shù)4、單像素尺寸（PixelSize）單像素尺寸指單個(gè)感光元件的長(zhǎng)寬尺寸，也稱單像素的開(kāi)口尺寸，比如1.1μm、1.4μm和2μm等。如圖2.26所示。單像素尺寸是圖像傳感器一個(gè)相當(dāng)關(guān)鍵的參數(shù)。隨著單像素尺寸的增大，光電二極管可接收光線的區(qū)域就更多，單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入的光能量就越大，這樣更高有利于圖像傳感器光靈敏度的提高。單像素尺寸課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)四、視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)4.2圖像傳感器的關(guān)鍵參數(shù)課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)四、視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)4.3感光度感光度（ISO）代表通過(guò)CCD或CMOS以及相關(guān)的電子線路感應(yīng)入射光線的強(qiáng)弱。ISO的數(shù)值越高，傳感器記錄的光信息就越多，相當(dāng)于提升了曝光度。如圖2.27所示。感光能力強(qiáng)的圖像傳感器能夠在夜間等低照度的環(huán)境下，識(shí)別對(duì)象的顏色、形狀等特性，可以確保汽車在夜間行駛時(shí)準(zhǔn)確判斷路況信息，規(guī)避行車風(fēng)險(xiǎn)。不同感光度成像對(duì)比高感光度低感光度課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)四、視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)4.4靈敏度靈敏度是在標(biāo)準(zhǔn)攝像狀態(tài)下，攝像機(jī)光圈的數(shù)值。標(biāo)準(zhǔn)攝像狀態(tài)指的是，靈敏度開(kāi)關(guān)設(shè)置在0db位置，反射率為89.9％的白紙。在2000勒克司的照度、標(biāo)準(zhǔn)白光（碘鎢燈）的照明條件下，圖像信號(hào)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)輸出幅度時(shí)，光圈的數(shù)值稱為攝像機(jī)的靈敏度。靈敏度是衡量圖像傳感器光電性能的最重要指標(biāo)，高靈敏度意味著可以在光照較暗或曝光時(shí)間較短的情況下得到清晰的圖像，所以在微光成像、高速成像等應(yīng)用中，應(yīng)選取具有高靈敏度的圖像傳感器芯片。不同光闌系數(shù)的鏡頭通光量對(duì)比課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)四、視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)2.5信噪比在相機(jī)的成像過(guò)程中，除了真實(shí)的信號(hào)，還會(huì)引入一系列的不確定性（光信號(hào)本身的不確定性、材料熱運(yùn)動(dòng)，電子學(xué)噪聲等等）——稱為噪聲。而信號(hào)與噪聲的比值被定義為信噪比（Signal-to-NoiseRatio,SNR或S/N）。當(dāng)攝像頭攝取亮場(chǎng)景時(shí)，拍攝的畫(huà)面通常比較明亮，觀察者不易看出畫(huà)面干擾噪點(diǎn)，而當(dāng)攝像頭攝取較暗的場(chǎng)景時(shí)，拍攝的畫(huà)面就比較昏暗，觀察者此時(shí)很容易看到畫(huà)面中雪花狀的干擾噪點(diǎn)。攝像頭的信噪比越高，干擾噪點(diǎn)對(duì)畫(huà)面的影響就越小。成像效果越好。如下圖所示。車載攝像頭需要在光線較暗時(shí)能有效抑制噪點(diǎn)，要求攝像頭在晚上也能清楚的捕捉影像，特別是側(cè)視和后視攝像頭。車載中可以接受的信噪比是40db，當(dāng)信噪比達(dá)到55db的時(shí)候，這時(shí)候噪聲基本看不出來(lái)。不同信噪比畫(huà)面對(duì)比：10dB（左）、50dB（中）、90dB（右）課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)五、車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)車載攝像頭在制造工藝及可靠性要求方面要高于工業(yè)攝像頭和商用攝像頭，由于汽車需長(zhǎng)期工作在惡劣環(huán)境中，車載攝像頭需要在高低溫環(huán)境、強(qiáng)振動(dòng)、高濕熱等復(fù)雜工況環(huán)境下穩(wěn)定工作。在選擇車載攝像頭的鏡頭時(shí)，通常有以下幾個(gè)因素確定攝像頭參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)五、車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)5.1鏡頭攝像頭鏡頭的選擇主要是材料和形狀的選擇。1、鏡頭材質(zhì)的選擇攝像頭鏡頭一般是由玻璃鏡片和塑料鏡片兩種材料組成，如下圖所示。塑料鏡頭成本低和工藝難度都較低，適合大批量生產(chǎn)。但受限于本身材質(zhì)，塑料鏡片在透光率、折射率、色散等性能比玻璃鏡片差，無(wú)法滿足車規(guī)級(jí)要求。因此車載鏡頭大多采用性能更好、量產(chǎn)難度更大的玻璃鏡片。玻璃鏡片塑料鏡片課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)五、車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)5.1鏡頭1、鏡頭材質(zhì)的選擇車載攝像頭在可靠性和環(huán)測(cè)要求上會(huì)比較高。除了玻璃鏡片和塑料鏡片外，市面上還出現(xiàn)了結(jié)合了玻璃鏡片成像質(zhì)量高、溫漂低、穩(wěn)定性強(qiáng)和塑料鏡片易量產(chǎn)、耐沖擊、成本低等優(yōu)勢(shì)的玻塑混合鏡片，這種鏡片逐漸成為車載鏡頭的主流。不同鏡頭材質(zhì)對(duì)比課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)五、車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)5.1鏡頭2、鏡片形狀的選擇球面鏡片因?yàn)殓R面曲線形狀單一，當(dāng)光線通過(guò)球面鏡片時(shí)，光線通過(guò)鏡片的位置不同，產(chǎn)生的折射率也不同，就會(huì)造成光線無(wú)法成像于一點(diǎn)，容易導(dǎo)致影像不清、視界歪曲、視野狹小等現(xiàn)象，如下圖所示。這就是所謂的球面像差。球面鏡片的球面像差課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)五、車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)5.1鏡頭2、鏡片形狀的選擇而非球面鏡片可以使焦點(diǎn)一致，能夠使多角度入射的光線理想地集中至一點(diǎn)，從而盡量減少鏡片所產(chǎn)生的像差，如下圖所示。非球面鏡片焦點(diǎn)一致課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)五、車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)5.1鏡頭2、鏡片形狀的選擇非球面鏡片對(duì)提高成像質(zhì)量、擴(kuò)大視場(chǎng)范圍以及減小光學(xué)鏡頭的外形尺寸和重量等起著積極作用。使用球面鏡片拍攝的圖片使用非球面鏡片拍攝的圖片課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)五、車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)5.2圖像傳感器一般市場(chǎng)上的圖像傳感器分為CCD和CMOS兩種。前一種的優(yōu)點(diǎn)是成像層次好，清晰度及色彩還原系數(shù)高，但其存在價(jià)格昂貴，功耗和芯片體積大等缺點(diǎn)。隨著CMOS技術(shù)的迅猛發(fā)展，CMOS成像的效果越來(lái)越好，具有低成本、低功耗及高整合度的特點(diǎn)。而車載攝像頭的功能訴求為收集數(shù)據(jù)，對(duì)圖像的要求并非很高。因此車載攝像頭一般選用CMOS圖像傳感器。成像效果對(duì)比如下圖所示，可以看出CCD成像效果要好一些。CCD與CMOS成像畫(huà)面對(duì)比課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)六、車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求6.1車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)六、車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求6.2不同應(yīng)用位置的車規(guī)級(jí)攝像頭帶有ADAS功能的感知攝像頭，除了需要具備基本的拍照功能之外，還需要具有準(zhǔn)確捕捉圖像，對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)距的能力。例如，識(shí)別障礙物是什么以及測(cè)量本車與前方障礙物距離，因此對(duì)攝像頭的防震性、持續(xù)聚焦特性、雜光強(qiáng)光抗干擾性、工作時(shí)間和使用壽命等都有較高的要求。而不同應(yīng)用場(chǎng)景下，車規(guī)級(jí)對(duì)攝像頭的性能會(huì)存在一定差異。課程導(dǎo)入車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求視覺(jué)傳感器的類型車載攝像頭的特點(diǎn)及應(yīng)用視覺(jué)傳感器技術(shù)參數(shù)車載攝像頭的選用標(biāo)準(zhǔn)六、車載攝像頭車規(guī)級(jí)性能要求6.2不同應(yīng)用位置的車規(guī)級(jí)攝像頭1、前視攝像頭前視攝像頭的水平F