摘要：进入21世纪后，汽车行业得到快速发展，摄像头具备浓厚的时代特，可以广泛应用于汽车设计之中，当前多数车辆均安装车载摄像头，确保汽车行驶安全。多数车载摄像设备安装于车辆上，可以在车辆遇到突如其来事故时，提供相关信息。而车载摄像头长期暴露于户外，需要经历风吹日晒雨打等，影响其正常使用寿命，因此不断优化车载摄像头结构尤为重要。本文以车载摄像头防水结构为例，分析优化设计方案。
关键词：结构；车载摄像头；设计
车载摄像头是车载的物理终端，起源于生理视觉，是在机器视觉形成理论基础上，进行的相关汽车结构设计。摄像头可以结合汽车使用需求，其中单眼车载摄像头技术已经成为汽车电子的必备品。单眼车载摄像头可以根据安装位置不同，分为侧装变道辅助、行车记录仪、驻车辅助等。不断完善车载摄像头结构，尽可能提高摄像头结构质量，提升整体汽车质量。
1.车载摄像头系统未来应用分析
车载摄像头为车载视觉系统重要组成部分，可以通过传感器，将景物通过镜头生成光学图像投
影到CMOS（感光）上，之后将其转化为电信号，经过 A/ D（模、数）转变为图像信号，之后再将转换的图像信号送到DSP（数字处理芯片）中，对图像进行处理与加工，转化为可处理的数字信号，全面将车辆周围路况情况展现出来，实现倒车后视、环视等，以便于通过车载摄像头系统，借助感知算法，避免车道偏移，及时预防碰撞。人眼能力有限，可观察视野有限，在行车中为尽可能保障车辆、人员安全，可以借助车载摄像头系统实现尽可能观察车辆周围情况，确保车辆使用安全。利用车载摄像头系统，可以增加视觉范围，提高视觉适应性，增强视觉理解深度[1]。车载摄像头还可以进行车道检测，便于驾驶者了解车道边缘、道路标线等情况。未来随着车载视觉系统不断发展，驾驶环境扩展技术将逐渐得到应用，其中 360°全景鸟瞰行车辅助系统应用将越来越广泛。 360°全景鸟瞰行车辅助系统应用优势如下：（1）可根据实际使用情况，进行摄像头组合；（2）可以通过专业系统进行可视范围远近调节；（3）采用全景环视，可以全面掌握车身周边景象具体情况；（4）图像自动拼接处理，无需使用PC端调试；（5）启动模式多种，可以采用遥控器、倒车挡等多种方式启动。
2.车载摄像头结构设计——以车载摄像头防水结构设计为例
2.1玻璃防水设计
车载摄像头基本都有玻璃窗口，所用的玻璃透明度较高，可以在确保透光的同时，起到防水、防尘的作用。并考量到车载摄像头使用需求，选用的玻璃主要为钢化玻璃，强度较之一般玻璃明显更优。作为摄像头重要组成不同，进行玻璃防水结构设计极其重要。当前可应用于玻璃防水结构设计的形式，主要包括两类，可以结合汽车车载摄像头具体情况适当选择。（1）结构胶防水。该种防水结构设计，大多应用在金属和玻璃的粘接中，所用胶为UV胶，透明无，固化速度快，也叫无影胶。该种胶使用后，不会留下施胶痕迹，可以保证车载摄像头结构的美观，但在使用中需要采用紫外灯来固化。操作中以玻璃与前壳粘合部位宽度2 mm以上为宜。（2）玻璃防水圈。该种方式主要材料为硅胶材质，在设计中需要控制玻璃防水圈的压缩量，一般将压缩比控制在30%效果较为理想，多选择30～40 HA。
2.2引出线防水设计
不同的摄像头对传输线等选择不同，无线摄像头需要适当选择电源线；有线摄像头在使用中，需要结合摄像头系统信号、供电输出等情况，进行相应线材选择。当前车载摄像头必须从壳体内部引线，而引出线的部位，受风吹雨打影响，需要进行防水设计。当前可应用于引出线防水设计方案，包括以下两种：（1）结构胶防水。在采用结构胶进行防水结构设计时，
需要预留凹槽，后在预留凹槽内填充结构胶。在凹槽直径设计上，一般直径设计需要为出线直径的2倍，出线空直径需要大于线径0.2 mm以上。（2）O 型圈防水。该种防水方式，防水结构同结构胶防水相似，均为根据结构具体情况使用相应结构胶进行填充，达到防水效果。采用O 型圈防水结构设计，需要注意O型圈硬度、O型圈压缩量之间的关系，协调两者之间的关系，确保O型圈压缩量不可超过极限值，尽可能提高引出线防水质量。
2.3前后壳防水
摄像头主体结构包括前壳、后壳，是车载摄像头系统PCB板的直接载体，故需要做好前壳、后壳防水设计。考虑到摄像头壳体的主要形式包括非回转体外壳、回转体外壳两大类。非回转体壳体在同摄像头后壳组装上，依靠前后壳防水圈结构进行防水，并在防水圈设计时充分考量压缩量问题，并使用螺钉连接前后壳。回转体外壳多为车削件，采用螺纹连接壳体之间的连接，依靠前后壳挤压凹槽内O型圈来防水，通常前后壳防水O型圈设计压缩量在20%～30%为宜[2]。在前壳、后壳防水设计上，也可以结合实际情况，采用结构胶。考量到摄像头前后壳防水需要，胶槽设计宽度2～4mm、深度2～3mm。
2.4镜头防水设计
摄像头设计时，结合摄像头使用情况，进行相应镜头防水设计。镜头是摄像头最为重要的原件，结合车载摄像头使用情况，分为不防水镜头与防水镜头两类，本次研究重点分析防水镜头设计。镜头防水设计上，可供选择形式两种，一种为轴向压缩防水，一种为径向压缩防水。前者技术要点在O型圈的压缩量设计，安装座考量到镜头轴向受力特点，主要将承载受力传递给镜头座和主板，采用金属材质镜头安装座。后者设计要点为O型圈的径向压缩量，压缩量经验值为 20%～25%[3]。
结语
综上，车载摄像头结构设计优化，可以不断提高车载摄像头质量，满足车辆使用需求。车载摄像头涉及系统多样性，在结构优化设计上，可以根据系统不同，采用不同方式，以车载摄像头防水结构设计为例，注重结构设计每一个细节，注重玻璃防水设计、引出线防水设计、前后壳防水设计、镜头防水设计，全面提高车载摄像头结构设计质量。
汽车摄像头参考文献
[1]高虹,王玉忱,李慧颖. 基于摄像头的智能车机械改装与优化[J]. 机械设计,2019(s2):196-199.
[2]黄文锦,黄妙华. 激光雷达与路侧摄像头的双层融合协同定位[J]. 浙江大学学报（工学版）,2020,54(7):1369-1379.
[3]连永强. 车载摄像头结构设计及发展趋势[J]. 建筑工程技术与设计,2018(22):5764.
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