サラウンドビューカメラは、 360度の周囲視界を提供することで、ドライバーの車両周囲の認識を高めます。これにより、駐車支援、死角検出、狭い場所での操作などの機能が自動化され、車両は重要な作業を遂行できるようになります。しかし、適切なサラウンドビューカメラシステムを選択するのは容易なことではありません。この決定は複雑で、最適な性能を確保するために必要な要素を十分に理解することが求められます。
このブログでは、サラウンドビューカメラが自動車でどのように使用されているか、そしてなぜ複数カメラの同期が重要なのかについてご紹介します。最後に、これらのシステムの主要なカメラ機能と、e-con Systemsが提供するものについてもご紹介します。
自動車におけるサラウンドビューカメラの仕組み
サラウンドビューカメラシステムは、 通常、車両の前後や側面などに複数のカメラを配置して使用します。これらのカメラは個別の画像を撮影し、それらを組み合わせて車両の周囲の完全な視界を作り出します。
組み合わされた画像は車両のダッシュボードに表示され、ドライバーにリアルタイムで俯瞰的な視点を提供し、障害物を避けたり、狭い場所を通過する際に役立ちます。これらのカメラを車両のシステムに統合する際は、正確な画像データを提供するために、カメラが調和して機能するよう慎重に管理する必要があります。
マルチカメラの同期の重要性
サラウンドビューカメラシステムでは、複数のカメラ間で効果的に同期を取ることが、正確な360度ビューを作り出すために重要です。特にハードウェアベースのフレームレベルでの複数カメラ同期は、すべてのカメラが同時に画像を確実に撮影します。
各カメラは同じ瞬間にその視野を撮影するため、画像のズレがなく、繋ぎ合わせる事ができます。 そうでない場合、合成された画像には、重なりや隙間、歪んだ視点などの矛盾が見られる可能性があります。
最新のアルゴリズムやリアルタイム処理技術を使用することで、スムーズな同期が実現できます。これにより、すべてのカメラで画像の撮影タイミングや調整が行われ、環境条件（例えば、光の変化や車両の動き）に関わらず、各カメラの露出設定、フレームレート、処理時間が一致します。
組み込みビジョンシステムは、 各カメラの視点の違いを考慮し、角度や距離の変動を補正して統一された視界を提供する必要があります。また、同期プロセスは、高速走行時のように周囲の状況が急激に変化する場合にも対応できなければなりません。このため、高速データインターフェースや低遅延の処理ハードウェアが、適切な同期を実現するためにしばしば必要です。
自動車におけるサラウンドビューカメラの主な機能
長距離でも信頼性の高いケーブル
サラウンドビューカメラは、 長距離で高解像度の映像データを伝送できる長いケーブルオプションを装備している必要があります。これにより、信号の劣化を最小限に抑えつつ、安定したデータ転送が可能になります。これらのケーブルは、高帯域幅と低遅延をサポートしており、カメラが中央処理ユニットから離れた場所に設置されることが多いサラウンドビュー環境に最適です。
例えば、ギガビット・マルチメディア・シリアル・リンク（GMSL）インターフェースは、電力供給、制御信号、映像データを1本の長いケーブルで確実に伝送するため、配線の複雑さを軽減できます。また、FPD-Link IIIインターフェースも長距離伝送に使用できます。FPD-Link IIIカメラはGMSL2と同様に最大15メートルのデータ伝送距離を提供します。これらは、単方向の自動車用グレードの同軸ケーブルやSTPケーブルを使用します。
GMSL2 cameras vs. FPD-Link III cameras – a detailed study
ハイダイナミックレンジ（HDR）
ハイダイナミックレンジ（HDR）は、サラウンドビューカメラは明暗のコントラストが強い場所など、厳しい照明条件下でも高品質の画像を撮影できる能力を加えます。HDR技術により、カメラは画像全体の露出を均等に調整し、歪みを減らし、動きのブレを防ぎます。
サラウンドビューカメラの画像信号プロセッサー（ISP）は、イメージセンサーで撮影した生データを高品質な画像に変換する役割を果たします。高性能なISPは、ノイズの低減、色補正、トーンマッピングなどの処理を行い、サラウンドビューアプリケーションの厳しい要求に対応する出力を実現します。
優れた低照度性能
トンネルや夜間運転のような低照度環境では、サラウンドビューカメラは鮮明な画像を維持することが必要です。ノイズ低減や ホワイトバランス調整などの最適化された設定は、反射防止コーティングとともに機能し、フレアを最小限に抑え、薄暗い環境での性能を向上させます。
これらの改善により、外部光源を必要とせず、被写体や周囲の環境などの細部を鮮明に写し出すことができます。
アクティブアライメントと外部キャリブレーション
アクティブアライメントとは、視野全体にわたって画質を最適化するために、組み立て時にカメラレンズを正確に配置することです。外部キャリブレーションは、サラウンドビューシステムで画像を正確に繋ぎ合わせるために、カメラの相対的な配置を調整することです。これらのプロセスは、正確な画像の整合性を実現し、光学的な歪みを最小限に抑えるために重要です。
最小のglass-to-glassレイテンシー
glass-to-glassレイテンシーとは、カメラレンズからディスプレイ画面に光が届くまでの総時間を指します。この遅延を最小限に抑えることで、ドライバーに表示されるビデオフィードがリアルタイムに近い状態となり、安全性に影響を与える可能性のある遅延のリスクを大幅に低減します。
自動車規格への適合
サラウンドビューカメラは、 様々な条件下で信頼性と安全性を確保するため、厳格な規格に準拠する必要があります。これらの規格には、衝撃耐性、振動耐性、環境規格への適合などの要素が含まれます。例えば、IP67規格の筐体はカメラを埃や水の浸入から保護します。
また、AUTOSAR、ASPICE、RoHS 3、REACH、AEC-Q100グレード2などの自動車規格や環境規制、さらにISO 26262やASIL-B（～SIL2）などの機能安全規格にも準拠しています。
e-con Systemsは車載用サラウンドビューカメラを提供
e-con Systemsは、OEMカメラの設計、開発、製造において20年以上の経験を持っています。サラウンドビューシステム向けの複数カメラソリューションも提供しています。
その革新的な製品ラインナップには以下のものがあります：
STURDeCAM34：140dB HDRを搭載した3MP AR0341ATカメラモジュール
STURDeCAM84（近日発売予定）：世界最小の8MP自動車用カメラ
STURDeCAM31：120dB HDRを搭載した3MP Sony ISX031カメラモジュール
これらすべてのカメラはGMSL2技術を搭載しており、長距離での使用にも対応し、高速データ転送を維持します。
STURDeCAM31のHDR機能は、サラウンドビューシステムが困難な照明条件下でも最大の性能と信頼性を発揮できるようにします。さらに、LEDなどのパルス照度に対応するための最先端のLFM機能も搭載しています。
e-con Systemsは、車両向けに3D ToFカメラやステレオカメラも提供しており、理想的なサラウンドビューーを実現します。
e-con Systemsの全ラインナップを確認するには、カメラセレクターページをご覧ください。
サラウンドビューシステムに最適なカメラの統合に関するサポートが必要な場合は、camerasolutions@e-consystems.com までご連絡ください。
