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Car-Camera-Bus-Technologie (C2B)

Fahrzeug-Kamera-Verbindung

16. Mai 2019, 09:33 Uhr   |  Von Fionn Hurley, Marketing Manager in der Automotive Cabin Electronics Group von Analog Devices

Fahrzeug-Kamera-Verbindung
© Analog Devices

Die C2B-Technologie bietet viele Vorteile bei der Implementierung von Kamerasystemen im Fahrzeug.

Die Entwicklung hin zu selbstfahrenden Fahrzeugen führt zu einem stark steigenden Bedarf an Automotive-Sensoren, wobei in diesem Fall Kameras zu den wichtigsten Sensoren zählen. Aufgrund vieler ständig neu entstehender Anwendungen steigt die Zahl der Kameras pro Fahrzeug mit hoher Geschwindigkeit.

Automobilhersteller verzeichnen eine steigende Take-Rate für Kamera-Anwendungen. Waren diese Sensoren bisher dem Premium-Segment mit niedrigen Stückzahlen vorbehalten, halten sie mittlerweile Einzug in hochvolumige Standardfahrzeuge.
Dabei sind Kamera-Anwendungen nicht auf die Beobachtung der Umgebung außerhalb des Fahrzeugs beschränkt. Kameras befinden sich heute auch im Fahrzeuginnenraum, wo sie Funktionen wie Insassenüberwachung, Gestensteuerung und Fahrerzustandserkennung übernehmen. Bild 2 verdeutlicht das rapide Wachstum des Automotive-Kameramarktes. Dieser Wachstumstrend wird sich voraussichtlich über 2025 hinaus fortsetzen. Fahrzeuge mit bis zu 20 Kameras dürften in nicht allzu ferner Zukunft Realität werden.

Parallel zur steigenden Anzahl von Kameras im Fahrzeug wächst auch der Bedarf an hochauflösenden Kameras. Getrieben wird diese Forderung durch zwei Faktoren: zum einen von der Notwendigkeit, noch mehr ADAS-Funktionen zu unterstützen, sodass zusätzliche Bilddetails dargestellt und Fahrerassistenzsysteme mit noch genaueren Funktionen entwickelt werden können. Zum anderen sind auch die Erwartungen der Kunden an die Bildqualität deutlich gestiegen. Denn Endverbraucher erwarten heute auch im Fahrzeug eine ausgezeichnete Bildqualität, wie sie sie von ihren hochauflösenden Smartphone-Displays gewohnt sind.

Problematisch dabei ist, dass die Lebensdauer eines Smartphones wesentlich kürzer ist als die eines Fahrzeugs. Daher müssen die Automobilhersteller sicherstellen, dass sie beim Produktionsbeginn eines Fahrzeugmodells stets die neueste Display-Technologie implementieren, damit ihre Display-Systeme über einen möglichst langen Zeitraum aktuell bleiben.

Außerdem setzen die OEMs auch weiterhin Displays mit immer größeren Abmessungen und zunehmend höherer Auflösung ein. Um auf größeren und hochauflösenderen Displays die Bilder einer Kamera optimal darzustellen, sind auch Kameras mit höherer Auflösung erforderlich. Denn werden Bilder von SD-Kameras (Standard Definition) auf größeren Displays mit höherer Auflösung dargestellt, fällt das Benutzererlebnis aufgrund der schlechten Videoqualität der niedrig auflösenden Kameras nur mäßig aus.

Darüber hinaus sind auf höher auflösenden Displays unerwünschte visuelle Artefakte wie verwischte Bildpunkte (Dot-Crawl) und Farbeinstrahlung (Colour-Leakage) klar sichtbar. Daher sind SD-Kameras in Verbindung mit diesen Displays nicht länger akzeptabel. Für ein besseres Benutzererlebnis sind HD-Kameras (High Definition) erforderlich.

HD-Kameras verursachen jedoch zusätzliche Kosten, die sich nicht alleine auf höhere Sensor- und Bildverarbeitungskosten beschränken. Weitere Kosten entstehen nämlich auch durch die Übertragung der Videodaten von der Kamera zu den Verarbeitungseinheiten über Kupferleitungen im Kabelbaum des Fahrzeugs.
Zusätzliche Kupferleitungen für die Kameraanbindungen mögen zunächst als unproblematisch erscheinen. Da der Kabelbaum eines Fahrzeugs hinsichtlich der Kosten jedoch an dritter Stelle steht (hinter Motor und Chassis), ist die Verdrahtungs- und Steckverbinderwahl für OEMs von entscheidender Bedeutung. Darüber hinaus werden Kabelbäume handgefertigt und verursachen bei einem Fahrzeug bis zu 50 Prozent der gesamten Arbeitskosten. Außerdem ist der Kabelbaum das drittschwerste Element im Fahrzeug. Hinzu kommt noch, dass sich der Einbau der Kabelbäume in Produktionsstraßen als zunehmend problematisch erweist, was zusätzlich Fertigungsschritte erfordert und damit die Kosten erhöht. Und: Jede zusätzliche Erhöhung des Fahrzeuggewichts ist auch deshalb zu vermeiden, weil sie sich speziell bei Elektrofahrzeugen direkt auf die Reichweite auswirkt.

Mit der kontinuierlichen Einführung von vielen neuen Sensoren – Prognosen gehen bis 2020 von bis zu 22 Mrd. Automotive-Sensoren aus – verschärft sich diese Problematik weiter. Jede Technologie, die das Gewicht des Kabelbaums und die Kosten senken kann, ist zu begrüßen und bei Automotive-OEMs willkommen.

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1. Fahrzeug-Kamera-Verbindung
2. Einfach, leicht und Automotive-tauglich
3. Fazit

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