揭秘汽車(chē)如何準確感知馬路上的“電子交警”-LED信號。
引言： 消費者、政策/法規、市場(chǎng)三合力，不斷推動(dòng)ADAS滲透率提升。2022年3月國內新車(chē)L2級配套量接近41.6萬(wàn)，滲透率近30%。ADAS成標配，CIS如何升級？ 豪威集團汽車(chē)CIS系列專(zhuān)題ADAS篇將分5期，每期一個(gè)硬核知識點(diǎn)，助您詳盡了解ADAS領(lǐng)域應用、技術(shù)趨勢與車(chē)規產(chǎn)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(chē)如何準確感知馬路上的“電子交警”-LED信號。 隨著(zhù)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”的現象正在成為機器視覺(jué)系統需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題，它導致LED交通信號不能被完整的捕捉。隨著(zhù)ADAS開(kāi)始普及，LED閃爍抑制（LFM，LED Flicker Mitigation）對保障這些系統的安全來(lái)說(shuō)至關(guān)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(lǐng)域，但LED光源不是連續的。LED 光源并不是直流電驅動(dòng)的，而是脈沖交流驅動(dòng)。LED燈以一個(gè)基礎頻率，以及可調節的占空比來(lái)調整亮和暗的強度。對于人眼來(lái)說(shuō)，LED光源看似是持續的，但HDR相機（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(guān)看視頻的時(shí)候呈現出“閃爍”。
HDR幀速和LED驅動(dòng)信號是異步的（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，導致車(chē)載攝像頭“看錯”LED發(fā)出的交通信號指示，容易會(huì )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(cháng)曝光時(shí)間，并使其比LED驅動(dòng)周期更長(cháng)，同時(shí)不出現過(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)間是相機的快門(mén)打開(kāi)-關(guān)閉的時(shí)間，曝光時(shí)間越長(cháng)，快門(mén)打開(kāi)時(shí)間越長(cháng)，進(jìn)入相機的光線(xiàn)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。如果相機曝光時(shí)間大于LED的驅動(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(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）區分SPD和LPD的曝光時(shí)間，也就是小光電二極管（SPD）能延長(cháng)曝光時(shí)間，使其足夠長(cháng)，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，且目前仍是國內唯一能夠量產(chǎn)具備LFM功能的圖像傳感器廠(chǎng)商。針對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，豪威集團在A(yíng)DAS車(chē)載圖像技術(shù)上的優(yōu)勢如何？ ▽ 孟樹(shù)，市場(chǎng)總監： “ADAS和自動(dòng)駕駛的應用，對攝像頭的成像質(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需要盡量減少運動(dòng)物體產(chǎn)生的拖影現象，這就使得傳統的行交疊實(shí)現方式不再適用。豪威集團很早就開(kāi)發(fā)了大小像素和DCG兩種HDR技術(shù)，輕松實(shí)現120/140dB動(dòng)態(tài)范圍的同時(shí)，盡可能避免了運動(dòng)物體的拖影。 LED閃爍抑制（LFM）是另一個(gè)對ADAS應用至關(guān)重要的技術(shù)，豪威有自己獨有的HALE技術(shù)，搭載于2M-8M的全線(xiàn)產(chǎn)品中，是目前市場(chǎng)上唯一可以同時(shí)實(shí)現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，是迄今為止國內唯一一家被全球車(chē)廠(chǎng)和Tier-1客戶(hù)認可的全系列車(chē)規圖像傳感器產(chǎn)品的方案提供商�！� —————————————————————————————————————— 豐富的量產(chǎn)經(jīng)驗為基石，領(lǐng)先技術(shù)為引擎，豪威集團針對ADAS提出了怎樣的車(chē)規解決方案？有怎樣的優(yōu)勢？敬請關(guān)注下期 “豪威汽車(chē)CIS系列專(zhuān)題ADAS篇（五）豪威集團車(chē)規級解決方案”。 |
