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视觉及ADAS图画传感器提高行车安全和驾乘体会

近年来,汽车图像传感器领域呈爆发式增长,这主要由政府对汽车安全法令的贯彻和实施、消费者驾乘体验及自动驾驶的趋势所推动。汽车图像传感…

近年来,轿车图画传感器范畴呈爆发式添加,这首要由政府对轿车安全法则的遵循和施行、顾客驾乘体会及主动驾驭的趋势所推进。

轿车图画传感器首要运用范畴

轿车上可装置多个不同的摄像头用作不同的功用,包含用于视觉运用如倒车印象、前视、后视、仰望、全景泊车印象、车镜替代,用于车舱内如乘客监控、疲惫驾驭监测、仪表盘操控、行车记录仪(DVR)、气囊,用于ADAS如正向磕碰正告、车道违背正告、主动远光灯操控、交通信号辨认、行人检测、自适应巡航操控、盲点检测、夜视等等。

轿车图画传感器的要害功用

1.微光功用是筹码
微光功用关于轿车印象体系是适当重要的,杰出的微光功用可进步在夜间等光线很暗的状况的行车安全。图画传感器厂商都以“在暗处能看见”为方针。

2.高动态规模(HDR)
HDR是轿车印象体系运用的另一个重要特性,保证摄像机可在宽规模的光线 、漆黑和高光照比照状况下清楚地出现场景细节,进步图画信息的精确度然后提高安全性。

3.广角鱼眼畸变校对(DEWARP)
广角鱼眼镜头用于车载印象具有广大视界的优势,但收集到的图画信息会发生必定程度的失真,选用DEWARP技能可对广角鱼眼镜头所发生的视频图画失真进行实时校对,将图画恢复展平。

4.图画叠加
图画叠加指经过图画传感器与图画处理辅佐芯片结合运用,完成图画的延伸、缩放、右视、两板左/右视、三联式画面及倒车动态辅佐线。图画叠加功用能够更好地辅佐驾驭员看清周围环境,削减事端率。

安森美半导体的轿车图画传感器计划

自2004年推出全球首款轿车CMOS图画传感器以来,安森美半导体为轿车行业供给专用成像计划已有超越10年的经历,已成为全球轿车运用图画传感器的俊彦,市占占整个轿车传感器商场的44%,用于 ADAS的图画传感器市占率为70%,在后视印象范畴及ADAS范畴均为商场榜首;从质量和功用方面来讲,安森美半导体的轿车图画传感器彻底契合AEC-Q100,并供给杰出的微光功用、单芯片多重曝光的高动态规模(HDR,>120 dB),以及轿车级运用优化如鱼眼畸变校对和图画叠加,并于2015年推出全球首款支撑ASIL的(轿车安全完整性等级)图画传感器。针对某些运用,安森美半导体还供给具有杰出功用的大局快门印象传感器,如行将推出的用于车舱疲惫检测运用的近红外(NIR)计划。为合作商场朝高清趋势的跨进,安森美半导体推出很多100万像素计划,未来还将开发更多1080p传感器。


图1:轿车图画传感器运用和安森美半导体商场位置

ASX344/340/350AT 是用于倒车印象的体系级芯片(SoC),在单芯片上集成图画信号处理器,增强的像素功用供给微光条件下的更高能见度,支撑高达4层的图画叠加以向显现体系供给更多的倒车信息,支撑数字缩放和平移,并附加光学中心点纠正功用,这可为客户供给相机拼装出产后镜头中心点纠正功用,然后节约本钱。这三款图画传感器都彻底经过AEC-Q100认证,并具有-40°C 至105°C的宽作业温度规模,它们的不同之处在于:ASX344AT还集成鱼眼畸变校对功用和供给UART操控接口,定位为“高功用”的计划;ASX350AT的光学格局为1/5英寸,不同于ASX344/340AT的1/4英寸,定位为“高性价比”的计划;而ASX340AT定位为“干流”计划。规划人员可根据方针客户的详细需求挑选有针对性的计划。

表1: ASX344/340/350AT 详细规范

表2:ASX344/340/350AT装备挑选

ASX344AT的鱼眼畸变校对功用供给180o更广的场景掩盖,传感器动态规模体现出杰出的w/DR-Pix 像素技能,不管在白日仍是夜间都较未经鱼眼校对的镜头更具安全优势。如图1所示,未经鱼眼校对的镜头没有捕捉到小黄人的图画信息,而经鱼眼校对后,驾驭员可从显现器看到车后的两个小黄人,然后防止倒车时的安全隐患。


图2:ASX344AT鱼眼畸变校对示例(左:白日;右:夜间)

ASX34xAT系列在白日(典型状况为100-200 lux亮堂的光)和夜晚(典型状况为轿车倒车摄像头在夜晚约10 lux运用刹车灯和倒车灯)都较同类竞赛器材供给更好的颜色饱和度和比照度,如图2红圈所示,在白日180 lux的光照条件下,竞赛器材收集到的图画过度锐化,且颜色鸿沟有灰斑;在夜晚微光9.5 lux的光照条件下,竞赛器材收集到的图画过度锐化,且有更多的噪声。


图3:ASX34x与竞赛器材的成像比较

背照式(BSI)传感器一般供给较前照式传感器更高的灵敏度。安森美半导体的120万像素CMOS图画传感器AR0135AT,是契合轿车规范的背照式传感器,供给超卓的微光信噪比、可见光灵敏度和近红外功用,是支撑线性和高动态规模(120 dBd)形式的单芯片计划,为轿车ADAS和视图摄像机供给同类最佳功用。

当现有ADAS和视觉运用交融, ASIL将是用于新体系的合规性和适用性的参考点,ASIL B级合规是当时ADAS规划师的方针。安森美半导体推出全球首款支撑ASIL B的230万像素CMOS图画传感器AR0231AT。该器材还选用削减LED闪耀 (LFM) 的突破性 技能,为ADAS运用确立了一个新基准。LFM技能消除交通信号灯和轿车LED照明的高频LED闪耀,令交通信号阅览算法能于一切光照条件下作业。AR0231AT具有1/2.7英寸(6.82 mm)光学格局和1928(水平) x 1208(笔直)有源像素阵列。它选用最新的3.0微米背照式像素及安森美半导体的DR-Pix™技能,供给双转化增益以在一切光照条件下提高功用。它以线性、HDR或LFM形式捕获图画,并供给形式间的帧到帧情境切换。AR0231AT供给达4重曝光的HDR,以超卓的噪声功用捕获超越120 dB的动态规模,能同步支撑多个摄相机,以易于在轿车运用中完成多个传感器节点,和经过一个简略的双线串行接口完成用户可编程性。它还有多个数据接口,包含MIPI(移动工业处理器接口)、并行和HiSPi(高速串行像素接口)。其它要害特性还包含可选主动化或用户操控的黑电平操控,支撑扩频时钟输入和供给多色滤波阵列挑选。

此外,安森美半导体还供给先进的图画协处理器用于总体系计划,如AP0200AT 图画协处理器经优化用于后视摄像机并供给以太网输出,集成支撑镜头畸变校对和鱼眼纠正的空间转化引擎(STE),和精细的叠加图形引擎;AP0201AT 图画协处理器也供给以太网输出,针对根据以太网的全景倒车摄像;AP0202AT 图画协处理器针对数字全景倒車摄像,选用24位并行输出;AP0102AT 图画协处理器针对100万像素720p后视摄像,含STE和叠加图形引擎。这些协处理器都供给契合轿车安全完整性等级(ASIL)A级和B级的功用安全特性。AP020x系列可与现有的图画传感器如100万像素AR0140AT、 AR0132AT 和 AR0136AT及新的200万像素1080p传感器AR0230AT结合和谐运用。

结语

轿车装置摄像机可消除传统车镜的视野盲区,下降交通事端率,也是迅猛开展的车联网的根底,将会逐渐在实践中得到推行和运用,乃至成为轿车标配。图画传感器是其背面功臣。安森美半导体是全球轿车图画传感器的表表者,产品和计划阵型广泛各细分范畴,包含视觉和ADAS运用,供给高动态规模、超卓的微光灵敏度,和宽温度规模的杰出功用,一起针对新式范畴如车舱内检测供给杰出功用的大局快门计划,彻底契合AEC-Q100,并合作商场趋势和客户需求,继续推进新品开发,向更高分辨率、添加更多接口和契合ASIL的方向开展。

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