汽車(chē)CIS專(zhuān)題 | 【ADAS (四)】你知道嗎,汽車(chē)“眼”中的紅不是紅
2022-09-08
來(lái)源:豪威集團(tuán)
引言:
消費(fèi)者,、政策/法規(guī),、市場(chǎng)三合力,,不斷推動(dòng)ADAS滲透率提升。2022年3月國(guó)內(nèi)新車(chē)L2級(jí)配套量接近41.6萬(wàn),,滲透率近30%,。ADAS成標(biāo)配,CIS如何升級(jí),?
豪威集團(tuán)汽車(chē)CIS系列專(zhuān)題ADAS篇將分5期,,每期一個(gè)硬核知識(shí)點(diǎn),助您詳盡了解ADAS領(lǐng)域應(yīng)用,、技術(shù)趨勢(shì)與車(chē)規(guī)產(chǎn)品,。
上期科普了為什么ADAS前視攝像頭尤其要達(dá)到140dB HDR。本期將聚焦汽車(chē)如何準(zhǔn)確感知馬路上的“電子交警”-LED信號(hào),。
隨著LED在街道照明和前照燈中的使用越來(lái)越多,,被稱(chēng)為“LED閃爍”的現(xiàn)象正在成為機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題,它導(dǎo)致LED交通信號(hào)不能被完整的捕捉,。隨著ADAS開(kāi)始普及,,LED閃爍抑制(LFM,LED Flicker Mitigation)對(duì)保障這些系統(tǒng)的安全來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。
什么是LED閃爍
使用LED可以節(jié)電和降低成本,,早已廣泛應(yīng)用到照明領(lǐng)域,,但LED光源不是連續(xù)的。LED 光源并不是直流電驅(qū)動(dòng)的,,而是脈沖交流驅(qū)動(dòng),。LED燈以一個(gè)基礎(chǔ)頻率,,以及可調(diào)節(jié)的占空比來(lái)調(diào)整亮和暗的強(qiáng)度,。對(duì)于人眼來(lái)說(shuō),LED光源看似是持續(xù)的,,但HDR相機(jī)(高動(dòng)態(tài)范圍圖像,,High-Dynamic Range,簡(jiǎn)稱(chēng)HDR)卻可以捕捉到LED的亮和暗的屬性,,并且在觀看視頻的時(shí)候呈現(xiàn)出“閃爍”,。
HDR幀速和LED驅(qū)動(dòng)信號(hào)是異步的(一個(gè)LED打開(kāi)/關(guān)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(huì)捕捉到LED打開(kāi)/關(guān)閉周期間產(chǎn)生的不同的亮度,,從而產(chǎn)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(dǎo)致車(chē)載攝像頭“看錯(cuò)”LED發(fā)出的交通信號(hào)指示,,容易會(huì)將LED燈的閃爍誤認(rèn)為是緊急燈,或方向指示燈,。
如何應(yīng)對(duì)LED閃爍,?
如果相機(jī)能夠延長(zhǎng)曝光時(shí)間,并使其比LED驅(qū)動(dòng)周期更長(zhǎng),,同時(shí)不出現(xiàn)過(guò)曝,,且維持一定的動(dòng)態(tài)范圍水平,那問(wèn)題便得到了解決,。
理論上講,,曝光時(shí)間是相機(jī)的快門(mén)打開(kāi)-關(guān)閉的時(shí)間,曝光時(shí)間越長(zhǎng),,快門(mén)打開(kāi)時(shí)間越長(zhǎng),,進(jìn)入相機(jī)的光線越多,拍出來(lái)的圖像越亮,,亮到一定程度后,,圖像有部分或者全白,稱(chēng)為飽和或者過(guò)飽和,。曝光時(shí)間越短,,圖像越暗。如果相機(jī)曝光時(shí)間大于LED的驅(qū)動(dòng)周期而不進(jìn)入飽和,并且保持動(dòng)態(tài)范圍,,那么HDR相機(jī)就可以捕捉到交通信號(hào),。
為了確保HDR捕捉到完整的LED圖像,豪威集團(tuán)開(kāi)發(fā)了LFM解決方案,。LFM分別通過(guò)小光電二極管(簡(jiǎn)稱(chēng)SPD)和大光電二極管(簡(jiǎn)稱(chēng)LPD)區(qū)分SPD和LPD的曝光時(shí)間,,也就是小光電二極管(SPD)能延長(zhǎng)曝光時(shí)間,使其足夠長(zhǎng),,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(chǎng)景曝光的更高的靈敏度和色彩補(bǔ)償;而額外的極短曝光(VS)可以捕獲場(chǎng)景中最亮的部分,。
針對(duì)LED燈閃爍的痛點(diǎn),,豪威早在2017年5月就利用Split Pixel技術(shù)推出了LFM產(chǎn)品,且目前仍是國(guó)內(nèi)唯一能夠量產(chǎn)具備LFM功能的圖像傳感器廠商,。針對(duì)ADAS領(lǐng)域,,OX08B40、OX03F10,、OX03C10等均具備LFM功能,。
綜上,ADAS篇剖析了汽車(chē)CIS的HDR,、LFM,、高分辨等技術(shù)趨勢(shì),豪威集團(tuán)在ADAS車(chē)載圖像技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)如何,?
孟樹(shù),,市場(chǎng)總監(jiān):
“ADAS和自動(dòng)駕駛的應(yīng)用,對(duì)攝像頭的成像質(zhì)量提出了更高的要求,。
比如在追求更高動(dòng)態(tài)范圍的同時(shí),,ADAS需要盡量減少運(yùn)動(dòng)物體產(chǎn)生的拖影現(xiàn)象,這就使得傳統(tǒng)的行交疊實(shí)現(xiàn)方式不再適用,。豪威集團(tuán)很早就開(kāi)發(fā)了大小像素和DCG兩種HDR技術(shù),,輕松實(shí)現(xiàn)120/140dB動(dòng)態(tài)范圍的同時(shí),盡可能避免了運(yùn)動(dòng)物體的拖影,。
LED閃爍抑制(LFM)是另一個(gè)對(duì)ADAS應(yīng)用至關(guān)重要的技術(shù),,豪威有自己獨(dú)有的HALE技術(shù),搭載于2M-8M的全線產(chǎn)品中,,是目前市場(chǎng)上唯一可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)LFM和140dB動(dòng)態(tài)范圍的技術(shù),。
其它ADAS涉及的前沿技術(shù)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(lǐng)車(chē)載圖像傳感的技術(shù)方向,,是迄今為止國(guó)內(nèi)唯一一家被全球車(chē)廠和Tier-1客戶認(rèn)可的全系列車(chē)規(guī)圖像傳感器產(chǎn)品的方案提供商,。”
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豐富的量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)為基石,,領(lǐng)先技術(shù)為引擎,,豪威集團(tuán)針對(duì)ADAS提出了怎樣的車(chē)規(guī)解決方案?有怎樣的優(yōu)勢(shì),?敬請(qǐng)關(guān)注下期 “豪威汽車(chē)CIS系列專(zhuān)題ADAS篇(五)豪威集團(tuán)車(chē)規(guī)級(jí)解決方案”,。