奔馳360°影像技術變革及故障兩例

◆文/河南 劉勤中

奔馳車系的駐車系統可實現查找選擇停車位、駛入駛出停車位以及挪車等功能，包含下述4個分系統：

1.駐車定位系統PTS(代碼220)：通過距離傳感器確定與障礙物之間的距離，并以影像、語音提示駕駛員。

2.主動式駐車輔助系統(代碼235)：搜索、檢測停車位，計算合適的路線并在多媒體顯示屏中顯示所有與停車位相關的信息，該系統部分自主或自主干預車輛的行駛和控制系統(加速、制動、轉向)，并在出現危險情況時警示駕駛員。

3.倒車影像(代碼218)或360°影像(代碼501)：記錄車輛周圍區域，并通過多媒體顯示屏向駕駛員提供實時畫面，動態引導線指示當前轉向會經過的路線。

4.遙控泊車(代碼503)：使用智能手機的遙控駐車應用程序在車外遙控駐車。

奔馳車系不同的車型會有不同配置組合的駐車系統，如：低配車型裝配帶后視攝像頭的駐車組件(代碼P44)，包含主動式駐車輔助系統(代碼235)和倒車影像(代碼218)；高配車型裝配帶360°影像的駐車組件(代碼P47)，包含主動式駐車輔助系統(代碼235)和360°影像(代碼501)。

360°影像系統由4個攝像頭組成，分別集成在車輛前端(散熱器格柵內)、后端(釋放拉手內)以及左右側(兩側車外后視鏡外殼中)。這4個單獨的360°環視(廣角/魚眼)攝像頭獲取車輛周圍區域的圖像，經過圖像處理單元畸變還原、視角轉化、圖像拼接、圖像增強，最終形成一幅車輛四周無死角的360°全景俯視圖，并顯示在多媒體顯示屏上。同時，還會向駕駛員顯示動態和靜態引導線，并根據轉向角度形成車輛尺寸和行駛軌跡(行駛路徑)。這些影像能夠幫助駕駛員在駐車或挪車時，避免車輛碰撞到障礙物。通過對多媒體系統的操作，駕駛員可以選擇查看不同角度的360°影像(圖1)。

圖1 奔馳車系上的360°影像顯示

360°影像系統中的每個攝像頭均為廣角鏡頭(180°水平視角和123°垂直視角)，分辨率為100萬像素，由駐車系統控制單元N62為其提供5V的工作電壓。系統的工作原理如圖2所示。

圖2 奔馳車系360°影像系統工作原理

奔馳360°影像系統的數據傳輸技術經歷過2次技術變革。早期車型采用LVDS低電壓差動信號，最新車型則采用了HSVL高速視頻鏈接。例如：E級車(代號213)，2021款之前使用的是LVDS技術，2021款(代碼801)開始采用HSVL技術。

LVDS(Low-Voltage Differential Signaling)低電壓差分信號，是一種低功耗、低誤碼率、低串擾和低輻射的差分信號技術，傳輸速率可達到155Mbit/s以上，其核心是采用極低的電壓擺幅高速差動傳輸數據。LVDS之所以成為目前高速I/O接口的高速數據傳輸的首選技術，主要是因為他在傳輸速度、功耗、抗噪性、EMI等方面所具有優勢，理論極限速率可達1.923Gbit/s。LVDS應用于主機與顯示屏、攝像頭與駐車控制單元之間的視頻數字信號傳輸，并且可以發送音頻及控制命令，利用4芯同軸電纜作為傳輸載體。一根為電源線，一根為接地線，另外兩根類似于CAN總線的低壓差分信號(Rx+和Rx-)。LVDS通訊傳輸的工作原理如圖3所示。

圖3 LVDS通訊傳輸工作原理

隨著智能網聯技術的快速發展，LVDS已無法滿足車載網絡對視頻傳輸速度的要求，奔馳車系又開始采用新的視頻傳輸技術——高速視頻鏈接HSVL(High Speed Video Link)。與LVDS相比，HSVL的傳輸速度大幅提高。另外，由于LVDS采用了一種基于同軸線信號傳輸的電源疊加技術POC(Power Over Coaxial)技術，使得“小型用電器”可以省去單獨的供電線路。在同軸電纜中，既可以傳輸高頻信號、又可以傳輸電源。HSVL的傳輸載體是1芯同軸電纜，與LVDS的4芯同軸電纜相比，可靠性更高。HSVL最早被應用在2016款奔馳E級(代號213)車上，主要用于主機與顯示屏之間，以及駐車控制單元與主機之間的數據傳輸，但攝像頭與駐車控制單元之間仍然采用LVDS。

HSVL與LVDS兩種技術都是傳輸數字信號，電纜無法進行修復，限制插頭的插拔次數，且拔插頭之前需要先釋放靜電。他們的不同之處在于傳輸速率和傳輸載體。下文將通過兩個故障案例詳細講解HSVL與LVDS這兩種技術的特點及故障診斷方法。

案例1 2018款奔馳E300L右側影像不顯示

故障現象

一輛2018款奔馳E300L(CODE808)，搭載274 920型發動機，VIN碼為LE42131481L18＊＊＊＊，行駛里程為51 733km，該車360°影像系統中右側攝像頭無畫面，黑屏且有攝像頭禁用的紅色標志(圖4)。

圖4 故障車顯示屏上360°影像

故障診斷與排除

查詢故障車的車籍卡發現，此車搭載了代碼為P47的高級駐車套件、代碼為235的主動式駐車輔助系統和代碼為501的360°影像系統。通過試車發現，掛倒擋后顯示屏中360°影像界面可以自動打開，但右側畫面不顯示，黑屏并有攝像頭禁用的紅色標志，其他部分的畫面能正常顯示。

連接診斷儀進行快速測試發現，該車駐車系統控制單元N62中存儲了3個故障碼：B1FC101-右側車外后視鏡內的攝像頭存在一般電氣故障，A+S；B1FC113-右側車外后視鏡內的攝像頭存在斷路故障，S；B1FC109-右側車外后視鏡內的攝像頭存在部件故障，S。查看右側攝像頭B84/8的校準實際值為“正常”。

查閱360°影像系統電路圖(圖5)，360°攝像頭與駐車系統控制單元N62之間采用LVDS低電壓差動信號技術，傳輸載體為4芯同軸電纜；4個攝像頭通過LVDS的4芯同軸電纜將視頻數字信號發送到駐車系統控制單元N62，N62進行視頻信號處理后將最終的360°環視圖像數字信號，通過高速視頻鏈接HSVL線(1芯同軸電纜)發送到主機A26/17，最后又通過高速視頻鏈接HSVL線(1芯同軸電纜)發送到儀表顯示屏組A40/16。

圖5 故障車型360°影像系統電路

根據系統工作原理及故障碼分析，導致該車故障的可能原因有：右側攝像頭B84/8與駐車系統控制單元N62之間線路故障；右側攝像頭B84/8電氣故障；駐車系統控制單元N62軟件故障；駐車系統控制單元N62電氣故障。

嘗試進行斷電處理，故障依舊；嘗試更新N62的軟件發現，無新軟件；檢查右側攝像頭B84/8與駐車系統控制單元N62之間的線路，導通且插頭無腐蝕或退針現象。兩側的攝像頭安裝在外后視鏡中，不易拆裝，為了確認故障原因，我們拆下位于后備箱左側的駐車系統控制單元N62，在做好標記的情況下，將N62通向右側攝像頭B84/8的LVDS同軸電纜與其他攝像頭進行互換，結果發現故障畫面出現了轉移，由此可以排除駐車系統控制單元N62存在電氣故障的可能，并可以判定故障原因是右側攝像頭B84/8存在電氣故障。

更換右側攝像頭B84/8后進行路試并校準，該車故障被徹底排除。

案例2 2021款奔馳E300L前方和右側影像不顯示

故障現象

一輛2021款奔馳E300L(CODE801)新車，搭載264 920型發動機，行駛里程才8km，VIN碼為LE42131831L65＊＊＊＊，技師在給新車做PDI時發現，掛倒擋后主機顯示屏上的前方和右側影像不顯示，處于黑屏狀態，但左側和后側畫面顯示正常(圖6)。

圖6 故障車顯示屏上的影像顯示不全

故障診斷與排除

通過反復試車發現，該車故障持續存在。連接診斷儀進行快速測試發現，駐車系統控制單元N62設置了多個故障碼(圖7)：B1FC104-右側車外后視鏡內的攝像頭存在內部故障；B1FBF04-前部360°攝像頭存在內部故障；B223264-駐車定位系統(PARKTRONIC)存在不可信的信號。

圖7 故障車N62中存儲的故障碼

查詢故障車的車籍卡發現，此車搭載了代碼為P47的高級駐車套件、代碼為235的主動式駐車輔助系統和代碼為501的360°影像系統。

查閱故障車型360°影像系統電路圖(圖8)，4個攝像頭通過高速視頻鏈接HSVL線(1芯同軸電纜)將視頻數字信號發送到駐車系統控制單元N62，N62進行視頻信號處理后將最終的360環視圖像數字信號通過高速視頻鏈接HSVL線發送到主機A26/17，最后經高速視頻鏈接HSVL線發送到儀表顯示屏組A40/16。

圖8 故障車型360°影像系統電路

根據系統工作原理和電路圖分析，導致前部和右側影像不顯示的可能原因有：駐車系統控制單元N62軟件故障；N62自身電氣故障；攝像頭電氣故障；攝像頭到N62之間的線路故障。

嘗試進行斷電處理，故障依舊；嘗試對駐車系統控制單元N62進行軟件升級，結果發現XENTRY診斷軟件中沒有軟件升級的菜單，但有設碼的菜單，對N62進行SCN設碼后，故障依舊；對N62進行校準學習，提示“出現一個錯誤”(圖9)，學習不成功。

圖9 對故障車N62進行校準

由于兩個攝像頭同時出現故障的概率很小，于是將位于后備箱左側N62的4個攝像頭的插頭做好標記后，進行互換測試，結果發現右側攝像頭換到其它位置時可以正常顯示，但前面的攝像頭始終是黑的，不顯示。據此分析，很可能是控制單元N62存在故障。

嘗試與正常車互換N62，結果此車的N62模塊換到正常車上，正常車的360可以正常顯示，但故障車換上正常車的N62后故障依舊，說明故障車的N62也沒有問題。因此，我們懷疑是始終黑屏的前攝像頭B84/9存在故障，同時引起右側攝像頭也不顯示，于是決定與正常車互換前攝像頭進行測試。斷開正常車位于中網上的前攝像頭插頭，結果發現不僅前攝像頭黑屏了，右側攝像頭的影像也黑了；互換前攝像頭后，故障現象發生了轉移，因此可以判定是前攝像頭B84/9存在電氣故障。

更換前部攝像頭B84/9，并進行校準后試車，該車360°影像功能恢復正常，故障被徹底排除。

維修小結

1.奔馳E級車改款前(CODE801之前)的駐車系統控制單元N62供應商是Valeo法雷奧，改款后(CODE801開始)的供應商是Bosch博世；

2.奔馳E級車改款前(CODE801之前)的駐車系統當某個攝像頭出現故障時對應區域的畫面變成黑屏，且出現紅色攝像頭禁用的標志，而改款后(CODE801開始)的只會顯示為黑屏，而不顯示紅色禁用符號；

3.改款后的奔馳E級車(CODE801開始)在轉向時360°影像會隨之轉動(即使車輛原地不動，只轉動方向盤圖像也會隨之轉動)，這是通過圖像處理軟件實現的，不是攝像頭本身在轉動；

4.改款后的奔馳E級車(CODE801開始)前攝像頭和右攝像頭為一組，后攝像頭與左攝像頭為一組，某個攝像頭出現故障后會導致同一組內另一個攝像頭的影像也變為黑屏，改款前(CODE801之前)則不會出現這種情況；

5.由于同軸電纜插頭的特殊結構，無法拆開外殼測量帶負載的信號波形或信號平均電壓，采用HSVL傳輸技術的攝像頭，斷開1芯同軸電纜時測量中央通訊線的電壓應為9V左右，根據此電壓經驗值可以簡單判斷線路和控制單元N62的狀態；

隨著高級駕駛輔助系統ADAS，以及車載智能信息系統等各種功能對帶寬的需求不斷提高，尤其是視頻傳輸的需要(高分辨率大屏顯示、增強現實視頻數據流)，剛剛上市的全新S級車(CODE 223)已開始采用增強版高速視頻鏈路HSVL2.0數字傳輸技術。

HSVL2.0的傳輸速率比HSVL更高，可以實現高達6Gbit/s的數據傳輸；可滿足當前所有的顯示需求。在特殊算法的幫助下，甚至可以實現更高的帶寬(18Gbit/s)，實現視頻無損壓縮(VESADSC)。此外，HSVL2.0還提供了視頻傳輸“端到端”的保護機制，例如對攝像頭圖像的保護。