图像传感器平台:加速汽车安全特性部署的核心驱动力
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在汽车行业向智能化与自动化迈进的征程中,安全始终是毋庸置疑的核心要素。先进驾驶辅助系统(ADAS)的广泛应用,正深刻变革着人们的驾驶体验,显著提升道路交通安全水平。而在 ADAS 的诸多关键技术中,图像传感器作为核心感知部件,宛如车辆敏锐的 “眼睛”,其性能优劣直接左右着汽车安全特性的实现与发展进程。
随着人们对出行安全期望的持续攀升,ADAS 的部署愈发广泛。从早期简易的倒车雷达,到如今复杂精妙的自动紧急制动、自适应巡航控制等功能,ADAS 正全方位、多层次地为行车安全保驾护航。其中,基于摄像头的 ADAS 系统,其核心根基便是图像传感器。常见的后视摄像头,让驾驶员能够清晰洞察车后状况,有效降低倒车时的碰撞风险;360 度环视系统借助在车辆四周巧妙安装多个摄像头,为驾驶员呈现车辆周围的全景视角,在低速停车和操纵场景中优势尽显,极大地提升了停车的安全性与便捷性。前视摄像头系统不仅能向驾驶员实时展示前方路况,更能通过精准感知车辆前方动态,为自动紧急制动、自适应巡航控制等关键功能提供核心数据支撑,助力车辆在复杂路况下迅速、准确地做出决策,有效规避碰撞事故的发生。
不同的汽车摄像头应用场景,对图像传感器的性能有着截然不同的要求。例如,用于直观向驾驶员显示图像的后视摄像头,侧重于提供清晰、易懂的图像,方便驾驶员快速掌握车后情况。而前视摄像头作为 ADAS 系统的关键 “感知器官”,则需要更高水准的图像质量,不仅要清晰呈现前方物体,还需结合复杂算法,精准识别行人、车辆和其他障碍物,为自动紧急制动等安全功能筑牢可靠根基。从分辨率维度来看,用于特定显示格式的图像传感器分辨率需求,与计算机视觉应用所需分辨率大相径庭。计算机视觉应用依赖于精确的最小像素数,才能使算法正确检测和识别物体,这无疑对传感器分辨率提出了严苛要求。以高速公路场景为例,为了提前精准识别远处的交通标志和车辆,前视摄像头的图像传感器需要具备高分辨率,提供充足的细节信息,确保 ADAS 系统能够提前做出有效反应。
为契合汽车安全特性对图像传感器多样且严苛的需求,各大厂商纷纷加大研发投入,积极推出先进的图像传感器平台。安森美的 Hayabusa™汽车图像传感器平台堪称其中的佼佼者。该平台创新性地采用了能实现超级曝光(Super-Exposure)的像素技术,成功攻克了汽车成像领域的两大关键难题:高动态范围成像与 LED 闪烁抑制。通过独特的设计和工艺,Hayabusa™图像传感器的每个背照式 3.0 微米像素能够存储超过 100,000 个电荷电子,与传统 CMOS 图像传感器相比,电荷存储量大幅跃升,使得曝光时间在达到饱和前,比传统传感器延长了五倍之多。这一卓越特性使得传感器能够实现 120 dB 以上的高动态范围成像,从容应对汽车行驶过程中复杂多变的光照条件。无论是在阳光强烈直射的高速公路,还是昏暗幽深的地下停车场,都能清晰捕捉画面中的亮部与暗部细节,有效避免过曝或欠曝现象,为 ADAS 系统提供准确、可靠的视觉信息。同时,在应对交通信号灯、LED 车灯等脉冲型 LED 光源造成的闪烁问题时,Hayabusa™平台通过巧妙限制超级曝光时间,确保能够捕获场景中最低频率脉冲 LED 的整个周期,结合片上算法和二次短曝光,有力抑制 LED 闪烁,保证成像的稳定性与准确性,显著减少 ADAS 系统因图像闪烁而产生的误判风险。
豪威集团的 OX08D10 图像传感器同样在汽车视觉领域大放异彩。它作为首款采用全新 2.1 微米 TheiaCel 技术的产品,借助下一代横向溢出积分电容器(LOFIC)和 DCG 高动态范围(HDR)技术,成功消除了各种照明条件下 LED 闪烁对成像的干扰,这对于准确识别交通标志和信号灯意义重大,极大地提升了自动驾驶和辅助驾驶系统在复杂灯光环境下的可靠性。而且,OX08D10 凭借该技术能够在高达 200 米的远距离实现 HDR 图像捕捉,在信噪比和动态范围之间达到了出色的平衡,为车外摄像头应用提供了广阔的视野和清晰的图像,让驾驶员和自动驾驶系统能够提前感知远处的潜在危险,为安全驾驶赢得更多宝贵的反应时间。
思特威推出的 3MP 高性能车规级图像传感器 SC360AT,基于 CarSens®-XR Gen 2 工艺技术精心打造,采用 Stacked BSI + Rolling Shutter 架构。该传感器搭载了 SuperPixGain HDR™ 2.0、LFS 等先进技术,具备高感度、高动态范围(高达 140dB)、低噪声、低功耗等突出优势,并支持 LED 闪烁抑制。在逆光、强光等极端光线条件下,如隧道出口的强烈光线对比、夜间对向车辆远光灯照射时,能够有效化解画面亮部过曝和暗部细节缺失的难题,确保车载摄像头获取清晰、准确的实时影像,为侧视、后视、环视等多种 ADAS 应用提供坚实有力的保障。同时,其符合 ISO 26262 ASIL-B 汽车功能安全和 ISO 21434 汽车网络安全两项车规标准要求,以高可靠性和高安全性,全力助推汽车智能化与网联化的加速革新。
这些先进的图像传感器平台不仅在技术性能上出类拔萃,在实际应用中也为汽车制造商带来了诸多显著便利。它们通常具备良好的可扩展性,涵盖从低像素到高像素的多种分辨率产品,制造商能够依据不同车型定位、不同 ADAS 功能需求,灵活自如地选择合适的图像传感器,同时重用工程开发工作和图像训练数据集,大幅降低研发成本与时间成本。例如,在高端车型上,可选用高分辨率、高性能的图像传感器,以实现更高级别的自动驾驶功能;而在中低端车型上,则可采用相对低像素但性价比高的产品,满足基本的安全辅助需求。这种可扩展性使得汽车制造商能够在不同的车辆平台上,快速部署多样化的 ADAS 系统,加速汽车安全特性的普及与升级。
图像传感器平台正凭借其卓越的技术创新,全方位加速汽车安全特性的部署。从提升图像质量、化解复杂光照与 LED 闪烁问题,到为制造商提供可扩展、低成本的解决方案,图像传感器平台为 ADAS 的发展注入了强大动力,为广大驾驶员和行人带来了更安全、可靠的出行保障。随着技术的持续进步,相信图像传感器将在未来的汽车安全领域发挥更为关键的作用,推动自动驾驶技术迈向新的高度,引领汽车行业安全发展的新潮流。