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    《電子技術應用》
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    汽車CIS專題 | 【ADAS (四)】你知道嗎,汽車“眼”中的紅不是紅

    揭秘汽車如何準確感知馬路上的“電子交警”-LED信號。
    2022-09-08
    來源:豪威集團

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    引言:

    消費者、政策/法規、市場三合力,不斷推動ADAS滲透率提升。2022年3月國內新車L2級配套量接近41.6萬,滲透率近30%。ADAS成標配,CIS如何升級?

    豪威集團汽車CIS系列專題ADAS篇將分5期,每期一個硬核知識點,助您詳盡了解ADAS領域應用、技術趨勢與車規產品。

    上期科普了為什么ADAS前視攝像頭尤其要達到140dB HDR。本期將聚焦汽車如何準確感知馬路上的“電子交警”-LED信號。

    隨著LED在街道照明和前照燈中的使用越來越多,被稱為“LED閃爍”的現象正在成為機器視覺系統需要解決的關鍵問題,它導致LED交通信號不能被完整的捕捉。隨著ADAS開始普及,LED閃爍抑制(LFM,LED Flicker Mitigation)對保障這些系統的安全來說至關重要。

    什么是LED閃爍

    使用LED可以節電和降低成本,早已廣泛應用到照明領域,但LED光源不是連續的。LED 光源并不是直流電驅動的,而是脈沖交流驅動。LED燈以一個基礎頻率,以及可調節的占空比來調整亮和暗的強度。對于人眼來說,LED光源看似是持續的,但HDR相機(高動態范圍圖像,High-Dynamic Range,簡稱HDR)卻可以捕捉到LED的亮和暗的屬性,并且在觀看視頻的時候呈現出“閃爍”。

    HDR幀速和LED驅動信號是異步的(一個LED打開/關閉的周期為11毫秒;而HDR在日光下每幀需要16.6毫秒),因此HDR每一幀都會捕捉到LED打開/關閉周期間產生的不同的亮度,從而產生“閃爍”。

    以上原因造成了CMOS圖像傳感器受到LED閃爍的困擾,導致車載攝像頭“看錯”LED發出的交通信號指示,容易會將LED燈的閃爍誤認為是緊急燈,或方向指示燈。


    如何應對LED閃爍?

    如果相機能夠延長曝光時間,并使其比LED驅動周期更長,同時不出現過曝,且維持一定的動態范圍水平,那問題便得到了解決。

    理論上講,曝光時間是相機的快門打開-關閉的時間,曝光時間越長,快門打開時間越長,進入相機的光線越多,拍出來的圖像越亮,亮到一定程度后,圖像有部分或者全白,稱為飽和或者過飽和。曝光時間越短,圖像越暗。如果相機曝光時間大于LED的驅動周期而不進入飽和,并且保持動態范圍,那么HDR相機就可以捕捉到交通信號。

    為了確保HDR捕捉到完整的LED圖像,豪威集團開發了LFM解決方案。LFM分別通過小光電二極管(簡稱SPD)和大光電二極管(簡稱LPD)區分SPD和LPD的曝光時間,也就是小光電二極管(SPD)能延長曝光時間,使其足夠長,以確保LED脈沖的捕獲;大光電二極管 (LPD) 可以確保低光條件下的場景曝光的更高的靈敏度和色彩補償;而額外的極短曝光(VS)可以捕獲場景中最亮的部分。

    針對LED燈閃爍的痛點,豪威早在2017年5月就利用Split Pixel技術推出了LFM產品,且目前仍是國內唯一能夠量產具備LFM功能的圖像傳感器廠商。針對ADAS領域,OX08B40、OX03F10、OX03C10等均具備LFM功能。

    綜上,ADAS篇剖析了汽車CIS的HDR、LFM、高分辨等技術趨勢,豪威集團在ADAS車載圖像技術上的優勢如何?




    孟樹,市場總監:

    “ADAS和自動駕駛的應用,對攝像頭的成像質量提出了更高的要求。

    比如在追求更高動態范圍的同時,ADAS需要盡量減少運動物體產生的拖影現象,這就使得傳統的行交疊實現方式不再適用。豪威集團很早就開發了大小像素和DCG兩種HDR技術,輕松實現120/140dB動態范圍的同時,盡可能避免了運動物體的拖影。

    LED閃爍抑制(LFM)是另一個對ADAS應用至關重要的技術,豪威有自己獨有的HALE技術,搭載于2M-8M的全線產品中,是目前市場上唯一可以同時實現LFM和140dB動態范圍的技術。

    其它ADAS涉及的前沿技術功能,比如功能安全,Cyber Security引擎,多Color Filter支持,多ROI輸出等,豪威一直在引領車載圖像傳感的技術方向,是迄今為止國內唯一一家被全球車廠和Tier-1客戶認可的全系列車規圖像傳感器產品的方案提供商?!?br/>


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    豐富的量產經驗為基石,領先技術為引擎,豪威集團針對ADAS提出了怎樣的車規解決方案?有怎樣的優勢?敬請關注下期 “豪威汽車CIS系列專題ADAS篇(五)豪威集團車規級解決方案”。


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