隨著新基建戰(zhàn)略的持續(xù)落地,，人工智能和汽車行業(yè)的飛速發(fā)展,，無人駕駛技術(shù)已步入快車道,。然而在實(shí)現(xiàn)真正自動(dòng)駕駛之前，將經(jīng)歷一個(gè)高級(jí)輔助駕駛（ADAS）時(shí)代,。

　　高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）幫助駕駛員完全避免碰撞,，大幅減少道路交通事故和相關(guān)傷亡。這些系統(tǒng)的反應(yīng)速度比人類更快,，能夠始終保持警惕,，已廣泛應(yīng)用和部署到各種汽車領(lǐng)域，涵蓋了從高級(jí)到經(jīng)濟(jì)型汽車等各個(gè)領(lǐng)域,。

　　高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景包括：? 車載攝像頭? 車載雷達(dá)

　　車載攝像頭

　　車載攝像頭可提供最高質(zhì)量的視頻和HDR圖像,，增強(qiáng)內(nèi)部和外部場(chǎng)景可視性， 提高對(duì)周圍環(huán)境的全方位感知,，其應(yīng)用市場(chǎng)預(yù)計(jì)在未來幾年將實(shí)現(xiàn)兩位數(shù)的穩(wěn)健增長,。

　　DMS 駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)

　　駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)DMS持續(xù)監(jiān)測(cè)駕駛員的頭部運(yùn)動(dòng)，識(shí)別困倦和分心跡象,，使汽車系統(tǒng)能夠生成警告提示，保護(hù)乘員的安全,。據(jù)交通管理局估計(jì),，大約95%的道路交通事故是人為錯(cuò)誤造成的，其中許多可以使用DMS等系統(tǒng)避免,。2020年歐洲交通事故死亡人數(shù)接近19,，000人，最近頒布的法規(guī)要求歐洲所有新車平臺(tái)和現(xiàn)有車型平臺(tái)分別在2024年和2026年安裝駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)DMS,。美國交通死亡人數(shù)是歐洲的兩倍,，美國國家運(yùn)輸安全委員會(huì) （NTSB） 建議所有的半自動(dòng)駕駛車輛安裝DMS系統(tǒng)。

　　意法半導(dǎo)體最新推出的全局快門圖像傳感器,，讓駕駛員監(jiān)控安全系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)又可靠,。新全局快門傳感器VB56G4A充分利用意法半導(dǎo)體自有的背照式3D堆疊（BSI-3D） 圖像傳感器先進(jìn)制造技術(shù)。與第一代DMS常用的傳統(tǒng)前照式（FSI）傳感器相比,，背照式解決方案的感光更靈敏,，尺寸更小，可靠性更高,。

　　“司機(jī)可能沒有意識(shí)到疲勞或分心駕駛是不安全的,，DMS自動(dòng)檢測(cè)駕駛行為，可消除安全不確定因素,，保護(hù)所有乘員以及其他道路行人的安全,。我們最新的全局快門傳感器擁有很好的靈敏度且體積小巧,，簡化了 DMS系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，降低了系統(tǒng)總體成本,，讓客戶和合作伙伴能夠提供高性能,、可靠的符合法規(guī)的DMS系統(tǒng)?！?/p>

　　意法半導(dǎo)體目前正在向主要客戶提供新款傳感器的樣片,，計(jì)劃于2023年初投入量產(chǎn)，并部署在2024年的車型上,。

　　VB56G4A技術(shù)細(xì)節(jié)

　　與卷簾快門圖像傳感器相比,，全局快門傳感器具有很大優(yōu)勢(shì)。通過將所有像素同時(shí)曝光成像,，全局快門傳感器可以與NIR紅外光源同步操作,，從而改善光源子系統(tǒng)的功耗預(yù)算。此外,，新款傳感器的量子效率（QE）很高,，在940nm近紅外波長達(dá)到27%，線性動(dòng)態(tài)范圍高達(dá)60dB,，因此可以用一個(gè)簡單的低功率的不可見光LED發(fā)射管為傳感器提供充足的光源,。在白天或夜間駕駛以及在明亮或陰暗條件下，可見光譜之外成像還可以確保圖像傳感器的光譜響應(yīng)一致性,。

　　該傳感器的高量子效率結(jié)合僅2.6?m的像素尺寸,，有助于降低總功耗和攝像頭尺寸。此外,，集成的自動(dòng)曝光控制功能可以最大限度地減少系統(tǒng)與傳感器的交互,，降低傳感器的使用難度，簡化應(yīng)用軟件設(shè)計(jì),。

　　新傳感器還具有靈活的工作模式,，有助于優(yōu)化系統(tǒng)功能和性能，其中包括可編程4幀上下文序列,、與傳感器積分時(shí)間同步的照明控制輸出,、外部幀開始信號(hào)輸入、暗度自動(dòng)校準(zhǔn),、缺陷像素動(dòng)態(tài)修正,、圖像裁剪和鏡像/翻轉(zhuǎn)圖像讀出。

　　外部連接包括八個(gè)可編程通用輸入輸出（GPIO） 引腳和一個(gè)雙通道MIPI CSI-2發(fā)射器接口,，每通道運(yùn)行速度高達(dá)1.5 Gbps,。新款傳感器全分辨率最高傳輸速率是每秒88 幀（fps），并且在60 fps時(shí)的典型功耗為145mW,。

　　DMS+OMS（駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)+乘客監(jiān)控系統(tǒng)）

　　乘客監(jiān)控系統(tǒng)（OMS,，Occupancy Monitoring System）是DMS系統(tǒng)的延伸,，可以通過監(jiān)測(cè)座艙內(nèi)乘客的感知數(shù)據(jù)來進(jìn)一步提升汽車的安全性能。安全帶警示功能是最傳統(tǒng)的OMS功能之一,。OMS還可以幫助判斷車內(nèi)乘客是否已經(jīng)安全坐好,，是否有兒童或?qū)櫸飭为?dú)遺留，乘客是否系安全帶等,。

　　VB1940,、VD1940是具有卷簾快門和全局快門模式的5.1 MP汽車級(jí)圖像傳感器，可實(shí)現(xiàn)NIR和RGB的全圖像分辨率和性能,。在卷簾快門模式下,，VB1940、VD1940通過MIPI CSI-2接口,，將短曝光和長曝光結(jié)合起來,，產(chǎn)生單個(gè)HDR彩色幀輸出。此外,，用戶還可以激活將RGB NIR模式轉(zhuǎn)換為RGGB格式的功能,。RGGB格式與任何標(biāo)準(zhǔn)汽車ECU（電子控制單元）都兼容。

　　在全局快門模式下,，RGB像素將NIR圖像放大到全分辨率,。通過獨(dú)立顯示NIR和RGB像素，可實(shí)現(xiàn)NIR信息的創(chuàng)新應(yīng)用,。

　　該傳感器在2560 x 1984分辨率格式下每秒捕獲圖像高達(dá)60幀,。該器件可通過 I?C 串行接口進(jìn)行完全配置，還通過可編程上下文進(jìn)行靈活的幀到幀配置更改,。在多達(dá)32個(gè)要素的通用循環(huán)中最多可以對(duì)四個(gè)上下文進(jìn)行排序。

　　該傳感器設(shè)計(jì)為SEOOC（獨(dú)立于環(huán)境的安全要素）,，兼容ISO26262標(biāo)準(zhǔn)和ASIL-B安全等級(jí),，還配備有全套的網(wǎng)絡(luò)安全功能。

　　主要特性

　　? 汽車兼容性

　　工作結(jié)溫：-40°C 至 125°C

　　符合 ISO26262 標(biāo)準(zhǔn),，支持 ASIL B 系統(tǒng)集成

　　網(wǎng)絡(luò)安全功能

　　? 混合 5.1 MP 全局和卷簾快門功能

　　3D 堆疊傳感器 40 nm/65 nm

　　5.1 MP 傳感器 （2560 x 1984）

　　2.25  μm x 2.25  μm BSI（背照式）像素

　　RGB/NIR 像素技術(shù),，具有 RGB NIR 4x4 模式

　　圖像陣列尺寸：5.8 毫米 x 4.5 毫米

　　光學(xué)格式 1/2.5 英寸

　　裸片或 OBGA 封裝

　　? 創(chuàng)新特性

　　雙曝光控制（RGB 和 IR）

　　片上拜耳化 ISP（圖像信號(hào)處理器）

　　片上彩色 HDR（高動(dòng)態(tài)范圍）融合

　　片上 NIR 智能放大

　　4 個(gè)可編程上下文，以通用順序排列,，最多包含 32 個(gè)要素

　　? 接口

　　四通道發(fā)射器 MIPI CSI-2,，每通道高達(dá) 1.5 Gbps（MIPI CSI-2 版權(quán)所有 2005-2010 MIPI Alliance， inc. 攝像頭串行接口 2 （CSI-2） 版本 1.0 的標(biāo)準(zhǔn)）

　　6 個(gè)可編程 GPIO（通用輸入/輸出）控制 LED（發(fā)光二極管）

　　□ 輸出與傳感器集成周期同步□ PWM（脈寬調(diào)制）控制

　　快速模式加 I?C 控制接口

　　? 獨(dú)有的圖像性能

　　峰值量子效率 25% @ 940 nm

　　在卷簾快門模式下高達(dá) 100 dB 的 HDR 線性動(dòng)態(tài)范圍

　　在全分辨率下每秒高達(dá) 60 幀

　　超低噪音

　　車載雷達(dá)

　　車載雷達(dá)是高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）的重要組成部分,。短程和遠(yuǎn)程雷達(dá)傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車輛周邊環(huán)境,，為ADAS系統(tǒng)提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)，以提高駕駛員的安全性和舒適性,。從短程（SRR）到遠(yuǎn)程（LRR）應(yīng)用,，車載雷達(dá)提供高通用性和高精度,，是L0/L3輔助駕駛系統(tǒng)和L4/L5自動(dòng)駕駛系統(tǒng)不可或缺的組成部分。

　　ST提供基于24 GHz的雷達(dá)解決方案,，專為滿足汽車安全完整性等級(jí)（ASIL）嚴(yán)格要求而設(shè)計(jì),，包含全面的汽車?yán)走_(dá)收發(fā)器和電源管理IC產(chǎn)品組合。此外,，ST還提供大量汽車保護(hù)產(chǎn)品,。

　　24 GHz 雷達(dá)

　　ST的24GHz雷達(dá)方案是ST汽車電子部門和第三方為應(yīng)對(duì)ADAS的市場(chǎng)需求，合作開發(fā)的后向角雷達(dá)方案,。

　　該方案是基于ST的雷達(dá)收發(fā)芯片STRADA431和ST單片機(jī)開發(fā)的高性能角雷達(dá)方案：探測(cè)距離高達(dá)100米,，測(cè)距精度：± 0.6米；輸出功率（EIRP）：20dBm,；水平方向波束寬度： ± 40度,，垂直方向波束寬度：12度，測(cè)角精度： ± 0.5度,；速度測(cè)量范圍：± 50米/秒,，測(cè)速精度：± 0.5米/秒； 數(shù)據(jù)更新率：20Hz/秒,；輸出模式：CAN + LED驅(qū)動(dòng)（最大5V/50mA的驅(qū)動(dòng)電流）,。主要應(yīng)用包括：

　　盲區(qū)檢測(cè)（BSD）；

　　并道輔助（LCA）,；

　　開門預(yù)警（DOW）,；

　　倒車預(yù)警（RCTA）。

　　方案系統(tǒng)框圖如下：

　　▲方案系統(tǒng)框圖

　　該方案評(píng)估板：

　　▲評(píng)估板

　　該方案的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)：

　　方案自適應(yīng)識(shí)別左,、右安裝位置,，無需區(qū)分左、右雷達(dá)

　　自動(dòng)獲取車速,，不再需要使用OBD控制器獲取車速

　　來車,，跟車，超車均可準(zhǔn)確跟蹤

　　環(huán)境適應(yīng)性,，無懼暴曬霜凍,，-40°C~+85°C穩(wěn)定可靠工作

　　IP67標(biāo)準(zhǔn)，防水密閉結(jié)構(gòu),，無懼水塵

　　小型化設(shè)計(jì),，外形尺寸僅為94.3mm53.2mm22.8mm，適用于所有車型

　　STRADA431芯片的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)：

　　最大支持1發(fā)3收天線

　　最大發(fā)射功率為13dBm

　　內(nèi)部集成低相噪VCO

　　支持分頻輸出750MHz,、1.5MHz,、23kHz

　　內(nèi)部集成IF可調(diào)增益放大器（最大增益60dB）

　　內(nèi)部集成IF可調(diào)BPF

　　滿足AEC-Q100

　　ST SPC58系列車規(guī)級(jí) MCU 可應(yīng)用于方案中，作為雷達(dá)信號(hào)處理器,。

　　基于上述方案,，ST通過合作方提供下列支持,，便于客戶快速入門和開發(fā)：

　　評(píng)估演示板

　　深度合作的情況下可以提供參考源代碼和設(shè)計(jì)文檔

更多信息可以來這里獲取==>>電子技術(shù)應(yīng)用-AET<<