ADAS系统对视觉感知的极致要求:安全、可靠、实时
高级驾驶辅助系统(ADAS)及自动驾驶技术的快速发展,对作为其“眼睛”的车载摄像头模组提出了极其严苛的要求。车载摄像头需要在外界环境变化(如昼夜交替、进出隧道、雨雪天气)、强烈振动、极端温度(-40℃至105℃甚至更高)以及复杂电磁干扰等恶劣工况下,持续提供稳定、清晰、准确的图像信息,以供感知算法进行目标识别、车道线检测、交通标志识别等关键决策。任何微小的性能失效或延迟都可能直接关系到行车安全。

车规级核心技术要求:超越消费电子的可靠性标准
车载摄像头模组必须满足一系列高于消费电子产品的特殊技术要求。
车规级可靠性与长效寿命
工作温度与可靠性:必须通过AEC-Q100等车规标准认证,确保在宽温范围内稳定工作。芯片设计需考虑36V高输入瞬态耐压等恶劣电气环境。
长效运行:设计寿命通常要求超过10年或15万公里,确保在整个车辆生命周期内性能衰减可控。
卓越的图像性能应对复杂环境
高动态范围:应对隧道出入、夜间对向车灯眩光等极端光照对比度,HDR性能需达到120dB乃至150dB以上。多采用多次曝光或特殊像素结构实现。
LED闪烁抑制:确保能准确识别LED交通灯、刹车灯等高频闪烁光源,避免信号误判。这要求传感器具备全局快门或特殊的曝光控制技术。
低照度性能:在夜间或光线不佳环境下,需保持低噪声和高信噪比,确保有效探测距离和识别准确率。
功能安全与网络安全
功能安全:需遵循ISO 26262标准,具备ASIL(汽车安全完整性等级)等级(如ASIL-B及以上),集成内部安全机制,能够检测和上报故障。
网络安全:防止图像数据被恶意篡改或窃取。
车载摄像头模组解决方案的关键技术实现
为满足上述苛刻要求,车载摄像头模组在技术实现上需要系统性优化。
图像传感器与镜头:
高性能传感器:选用具备高动态范围(HDR)、LED闪烁抑制(LFM)功能的车规级传感器,例如安森美的Hyperlux系列AR0341AT传感器,其具备150dB的HDR和LFM功能。
光学镜头:需使用玻璃镜头以提供良好的热稳定性,并具备广角、低畸变特性,并增加红外截止滤光片等。
电源管理与信号完整性:
专用PMIC:采用车规级电源管理芯片,如拓尔微TMI7206-XX-Q1,提供多路电源轨,具备高输入耐压、低噪声、高PSRR,并支持可编程上电时序,满足传感器核心电压与I/O电压需求。
PCB设计与信号完整性:采用6层或更多层PCB设计,严格阻抗控制,高速差分信号线(如MIPI CSI-2)需做等长处理,并充分考虑电磁兼容性设计,以减少干扰。
封装与集成:
小型化与坚固封装:采用可润湿侧翼封装等技术,便于自动化光学检测,提高焊接可靠性。模组需能承受振动、冲击、热胀冷缩等应力。
数据接口:广泛采用MIPI CSI-2高速串行接口,并常通过串行器/解串器实现长距离可靠传输。
总结
车载摄像头模组是ADAS系统实现环境感知的基础。其技术方案围绕车规级可靠性、卓越图像性能、功能安全三大核心支柱构建,涉及传感器、光学、电源管理、PCB设计、封装工艺等多个领域的协同设计与精密制造。随着自动驾驶等级提升,对车载摄像头模组的性能、可靠性与集成度要求将不断提高,推动相关技术持续演进。