高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）的感知層會使用激光雷達、毫米波雷達、攝像頭傳感器和超聲波傳感器對環(huán)境信息和車內(nèi)信息進行采集和處理。
ADAS域控制器做為決策層，融合多傳感器的數(shù)據(jù)進行決策判斷，制定控制策略并傳達至其他域控制器，從而實現(xiàn)汽車的運動控制。
ADAS的處理邏輯
圖源：TI
毫米波雷達：檢測距離最長，在金屬表面的反射性良好，在夜間、逆光、大霧及雨雪等惡劣天氣條件下仍可以正常使用，但是在非金屬表面如人或紙箱等存在檢測困難的問題。
激光雷達：檢測距離中長，非金屬表面的反射性良好，在夜間、逆光、大霧及雨雪等惡劣天氣條件下仍可以正常使用，但是會穿過玻璃等透明物體，在逆光、暴雨、暴雪及濃霧環(huán)境下性能不佳。
超聲波雷達：檢測距離短，在玻璃、水面也會反射回波，但是會被風(fēng)影響，甚至可以被雪等物體吸收。
車載攝像頭：檢測距離取決于攝像機的焦距，通過拍攝畫面，識別目標物體，可以識別到目標物體和顏色，但在夜間，逆光，暴雨暴雪及濃霧天氣條件下，性能表現(xiàn)不佳。
ADAS傳感器及檢測區(qū)域
ADAS 按等級由低到高可劃分為L0-L5六個等級，L0-L2 為輔助駕駛范疇，L3-L5 為自動駕駛范疇。相比于 L2，L3、L4在功能實現(xiàn)方面擁有TJP（交通擁堵領(lǐng)航）、HWP（高速公路領(lǐng)航）、CP（城市領(lǐng)航）、AVP（自動代客泊車）等功能，能夠?qū)崿F(xiàn)有條件的自動駕駛。
根據(jù)RolandBerger的數(shù)據(jù)，2025年L2/L2+滲透率提升至36%，L3滲透率提升至8%。目前量產(chǎn)車上，ADAS正處在由 L2向L3邁進。
車輛上安裝的攝像頭主要有三種：感知攝像頭、環(huán)視攝像頭和駕駛員監(jiān)控攝像頭。
傳感攝像頭：安裝在擋風(fēng)玻璃上部，感應(yīng)范圍廣，可用于自動駕駛或者駕駛輔助，例如輔助駕駛的LKA、LCA、AEB等功能，保障車輛前部行駛安全。
駕駛員監(jiān)控攝像頭：安裝在車輛儀表盤附近，可以感應(yīng)駕駛員的健康狀況，用于DMS(駕駛員監(jiān)控系統(tǒng))確保安全駕駛。
環(huán)視攝像頭：攝像頭裝置安裝在車輛車身的前部、后部、左側(cè)和右側(cè)，可以感應(yīng)車輛周圍約1米的整個周邊，可用于停車輔助，保障車輛周圍的安全。
由于功能和安裝位置的不同，車載攝像頭在設(shè)計上的區(qū)別也很大，如傳感攝像頭和駕駛員監(jiān)控攝像頭的安裝空間有限，更多的使用了軟硬結(jié)合板做一體化設(shè)計，傳感攝像頭由于安裝在擋風(fēng)玻璃上部，對于外形有特別要求，其更多使用了攝像頭板和主板的分立設(shè)計。
傳感攝像頭和環(huán)視攝像頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
圖像傳感器通過攝像頭鏡頭捕捉畫面并轉(zhuǎn)換為電信號。然后通過高速數(shù)據(jù)傳輸通道，將圖像數(shù)據(jù)傳輸SoC進行處理，SoC處理之后的結(jié)果再通過域控MCU向外部ECU發(fā)出指令。
傳感攝像頭的原理框圖
圖源：Panasonic
圖像傳感器：拍攝圖像將通過攝像頭鏡頭的光轉(zhuǎn)換為電信號。
SoC：處理圖像傳感器獲取的數(shù)據(jù)。
MCU：向外部ECU提供“踩剎車”和“轉(zhuǎn)動方向盤”等指令。
收發(fā)器：與外部設(shè)備通信的硬件協(xié)議棧，如CAN或者車載以太網(wǎng)等。
存儲器（DDR）：數(shù)據(jù)處理過程的緩存器。
存儲器（閃存）：存儲控制軟件和傳感器數(shù)據(jù)。
DC/DC轉(zhuǎn)換器：將鉛蓄電池的電壓轉(zhuǎn)換為相應(yīng)元器件的工作電壓。
環(huán)視攝像頭與傳感攝像頭、駕駛員監(jiān)視攝像頭不同，環(huán)視攝像頭需要將汽車多個位置安裝的攝像頭圖像整合為一個全向圖像。因此，攝像頭ECU和環(huán)視ECU之間需要實時傳輸大量數(shù)據(jù)，環(huán)視ECU上的FPGA負責(zé)將多路視頻流數(shù)據(jù)整個為全向圖像并實時對畫面進行處理，提高攝像頭的成像能力。其余配置與感知攝像頭、駕駛員監(jiān)控攝像頭相同。
環(huán)視攝像頭的原理框圖
圖源：Panasonic
以Sony的IMX390 200萬像素攝像頭與4Gbps串行器DS90UB953方案為例：
方案原理框圖
圖源：TI
PCB設(shè)計3D效果圖
圖源：TI
車載攝像頭PCB設(shè)計的時候需要考慮車規(guī)對于環(huán)境溫度、振動、使用壽命、復(fù)雜電磁環(huán)境的要求，綜合考慮各種極端使用場景，在滿足產(chǎn)品的性能和尺寸要求的條件下，選用板材和相應(yīng)的疊層方案。
該方案至少需要四層板，有電源和地層。如果使用四層板設(shè)計，第二層必須是地層。由于大多數(shù)開關(guān)器件位于頂層，這樣設(shè)計最大程度減小了回流路徑上通孔產(chǎn)生的雜散電感。
為了簡化BGA扇出和布線難度，方案使用6層板進行疊層設(shè)計。
疊層方案
圖源：TI
LVCMOS信號走線需要遠離差分線，以防止LVCMOS線信號耦合到差分線。
視頻傳輸高速信號線的優(yōu)先級最高，在等長控制、阻抗匹配等關(guān)鍵控制點需要優(yōu)先滿足布線要求。
CLK和DATA需要嚴格等長，阻抗要保持一致。
為了減少通道之間的串擾和反射，每個差分通道之間的間距至少要是布線寬度的三倍。同時盡可能減少布線路徑的上過孔，理想情況下，過孔應(yīng)為兩個或更少以最小化stub，減少反射。
走線在左右彎曲的數(shù)量上盡可能相等，彎曲的角度盡量大于或等于135度。
容量小的高頻去耦電容盡可能靠近器件方式，去耦電容的放置要考慮回流路徑，盡可能減少寄生電感。
同軸線纜的傳輸線阻抗控制為50Ω，如下圖黃色線指示，在布線時盡可能讓50Ω走線距離縮短。
板上50Ω走線距離盡量短
圖源：TI
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