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              進博會專題
              電子元件

              安全駕駛的再次進化,意法半導體全局快門圖像傳感器助推車內體驗新升級

                2022年04月28日  

                即便是再對駕駛不感興趣的人,隨著近年來汽車電子化的升級,也能明顯感受到駕駛體驗的巨大升級,曾經可能倒車入庫都需要家人來幫忙指揮的駕駛者,配合著車外的攝像頭、傳感器,以及自動泊車技術,也能輕松入位,車外的感測裝置大大提升了駕駛體驗與安全性。

                不過,對于車內世界的駕駛體驗來說卻仍有著巨大的提升空間,駕駛者不自覺的用手機回復消息,或是高速行進過程中在觸控面板上進行操作,長時間駕駛后的腰酸背痛與眼神迷離,還有后排能夠調皮的從安全座椅上解脫出來的孩子,其存在的安全隱患可能比車外的小剮小蹭來得更突如其來,且風險巨大。

              車內感知市場即將迅速成長

                根據Yole的報告顯示,2021年全球車載攝像頭銷貨量預計為1.72億顆,到2026年銷量將達到3.64億顆,在這5倍的增長中,增速最快的將是內視攝像頭,CAGR達到22.4%。

                未來,一輛汽車不僅僅會在車外遍布攝像頭與傳感器,在車內同樣會大大增加攝像頭的數量,車輛評估標準體系Euro NCAP專門表示有效的駕駛員監控系統也是自動駕駛的先決條件,確保必要時把控制權交還給適合駕駛且能夠駕駛的駕駛員。

                這也意味著車輛需要具備判定駕駛員當前是否可以駕駛的判定能力。駕駛員監控系統(DMS)即為專注于觀測司機的系統,可主要監控司機是否注意力集中,是否有分神或是打瞌睡,因為這些現象會嚴重危及行車安全。

                客艙/占用監控系統(CMS/OMS)主要用于觀測乘客狀況,例如可以提醒用戶避免下車后將孩子忘在車內,根據2019年的一項數據統計顯示,每年有300多名兒童,會因為被困車內而死亡。另外,該系統還具備檢測乘客的身份識別、氣囊適配、闖入者偵測等功能。

                而對于車內感知的各類應用而言,無疑與當下大為普及的計算機視覺息息相關。

              全局快門助力計算機視覺

                “計算機視覺是什么?實際上大多數人每天都會用到這項科技?!币夥ò雽w亞太區影像事業部技術市場經理林國志在近期舉行的媒體會上生動的介紹了該技術目前廣泛的應用現狀,無論是智能手機或筆記本的面部識別,還是超市便利店中所使用的掃碼槍,均使用到了計算機視覺。

                目前全局快門圖像傳感器則是實現計算機視覺的重要技術要素。

                此項技術誠如林國志所言,對于很多人來說并不陌生,很多筆記本電腦上的人臉識別解鎖功能正是通過全局快門技術得以實現的,同時還能實現手勢控制及隱私保護等功能,再配合ToF和ALS進行存在檢測、電池續航與屏幕亮度自動調節。

                另外在AR/VR/MR上的眼球追蹤與手勢控制、工業控制中的物體檢測與場景分析等大量應用場景中,全局快門圖像傳感器同樣發揮著重要作用。

                之所以全局快門相比卷簾快門更符合計算機視覺的要求,原因在于卷簾快門技術的逐行拍攝圖像原理,受限于整個圖像只有一幀,對于快速移動的物體,圖像很可能會發生扭曲,無法顯示拍攝對象原本的樣子。而全局快門一次拍攝整幅圖像,拍攝時間非常短, 成像效果也十分準確。

                例如,意法半導體的VD55G0、VD56G3全局快門傳感器就為工程師開發工業自動化與消費類產品領域的相關計算機視覺功能提供了優秀的技術保證,在 940nm 處具有最高的量子效率,帶來極高的NIR敏感度。正方形傳感器的分辨率與鏡頭產生最佳匹配,大大縮短傳感器拍攝時間,既能成像準確又降低了系統功耗。

              實現車內體驗升級

                針對汽車領域,客艙占用監控需要RGB彩色圖像,駕駛員監控則需要NIR圖像,目前僅需單個攝像頭就可以同時支持RGB和NIR。

                意法半導體的全局快門傳感器現在提供的兩代產品就能夠滿足車內監控的需求。

                第一代產品已經實現了對所有客戶需求的覆蓋,包括了四類產品:VD5661A具有160萬分辨率,主要用于DMS。VD5761A具有230萬分辨率,因為屬于Mono(單色)所以也可以用于DMS。以及采用彩色RGB的VD6763A和RGB-NIR一體化的VD1762A。

                據意法半導體亞太區影像事業部技術市場經理林國志介紹,第一代ST全局快門傳感器具有三大特點。首先是高對比度,能夠輸出對比度極高的圖像;其次是RGB和NIR的數據管理;第三是高動態,即便在過亮或過暗的環境條件下,HDR傳感器也能獲得清晰的圖像。

                第二代產品VB56G4A具備150萬分辨率,則主要用于駕駛員監控。具備高靈敏度、傳感器面積小與內置處理三大特點。方便廠商通過使用更小的攝像頭模組來安裝在機械裝置內部,另外還能通過智能自動曝光算法,將處理運算過程自動化,無需人工操作。

                也就是說,借助意法半導體的全局快門傳感器就可以為汽車內部實現駕駛員監控系統(DMS)與客艙/占用監控系統(CMS/OMS)的功能。

                此外,OEM廠商還可以選擇基于意法半導體全局快門傳感器的攝像頭模組成品 ,可直接將模組集成到汽車系統內或進行傳感器性能測評。

                意法半導體的全局快門傳感器除了能通過對汽車內部的賦能,實現監控功能外,還具備實現手勢控制的可能,廠商還可基于這一傳感器進行開發創新,讓駕駛人員可以直接通過手勢實現對一些車輛功能的快速控制,避免分心操作觸控屏幕,進一步提升行車過程中的安全性。

                與此同時,意法半導體也提供ToF和環境光傳感器等產品,進而滿足廠商通過不同產品整合入各類場景應用的創新需求。

                曾經,倒車雷達對于不少老司機而言都是看不起的東西,現在,全方位的雷達已經成為大量汽車的標配,所有駕駛者也均享受其中。更值得期待的是,車內的全新體驗也正在向人們招手。

              (本文轉載自:飛象網)

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