安森美使用立體機器視覺來識別道路狀況

本文作者：安森美半導(dǎo)體全球汽車戰(zhàn)略與業(yè)務(wù)發(fā)展副總裁Joseph Notaro

汽車市場的需求和競爭異常激烈，這已經(jīng)不是什么秘密了。為了證明引入新功能的成本是合理的，制造商需要確信消費者有購買愿意。 ADAS的持續(xù)發(fā)展就是一個很好的例子，因為它解決了買家重視的兩個關(guān)鍵特征：便利和安全。

越來越多的人認(rèn)為ADAS可提高安全性。由Subaru開發(fā)的EyeSight系統(tǒng)已獲得行業(yè)專家和車主認(rèn)可，其與其他系統(tǒng)集成的方式可提供便利性和安全性。該系統(tǒng)使用立體機器視覺來識別道路狀況，交通信號和潛在危險，并使用此信息來控制車輛的速度，并在需要采取行動時提醒駕駛員。

EyeSight系統(tǒng)特別有趣的是，Subaru和安森美半導(dǎo)體緊密合作開發(fā)了該解決方案。在垂直整合的行業(yè)中，這是不尋常的。從層次上講，汽車的供應(yīng)鏈?zhǔn)欠謱拥?。通常，汽車制造商將主要與一級供應(yīng)商合作，而一級供應(yīng)商則與二級供應(yīng)商合作，依此類推。安森美半導(dǎo)體向一級和二級制造商供貨。

在這種合作下，安森美半導(dǎo)體與汽車制造商有著直接的技術(shù)合作關(guān)系，因為斯巴魯本身就參與了算法開發(fā)和傳感器選擇，以優(yōu)化整體系統(tǒng)性能以滿足其車輛級別的要求。該系統(tǒng)被設(shè)計為車輛功能的一部分，而不是添加到車輛上的增強功能。

EyeSight系統(tǒng)采用了兩個AR0231AT CMOS圖像傳感器。這些構(gòu)成了ADAS系統(tǒng)的前向“眼睛”。安森美半導(dǎo)體還提供了在上一代EyeSight系統(tǒng)中使用的圖像傳感器AR0132AT，安森美半導(dǎo)體現(xiàn)已為基于相機的ADAS交付了超過1.2億個圖像傳感器。

緊密合作的好處

從圖像捕獲到數(shù)據(jù)分析，在信號鏈的每個點都必須解決提高像EyeSight系統(tǒng)這樣的ADAS的性能。為了避免出現(xiàn)質(zhì)量差的數(shù)據(jù)導(dǎo)致系統(tǒng)算法性能不佳（“垃圾進(jìn)，垃圾出”）的經(jīng)典問題，斯巴魯致力于選擇一種高性能傳感器，以確保將高質(zhì)量數(shù)據(jù)輸入，確保算法的準(zhǔn)確。從頭開始建立性能提升的架構(gòu)。

從經(jīng)典意義上講，數(shù)據(jù)是二進(jìn)制數(shù)字流，但是需要起源于某個地方。在ADAS中，起點是用于監(jiān)視現(xiàn)實世界（車輛內(nèi)部和外部）的傳感器。傳感器的質(zhì)量直接決定著數(shù)據(jù)的質(zhì)量。按照任何制造商的標(biāo)準(zhǔn)，AR0231AT都有令人印象深刻的性能。但是，像Subaru這樣的OEM廠商，曾經(jīng)與提供完整系統(tǒng)的1層級合作，對圖像傳感器數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)并沒有多大興趣，即使它們可能會給人留下深刻的印象。可以理解的是，他們感興趣的是數(shù)據(jù)的質(zhì)量以及這些數(shù)據(jù)如何幫助他們實現(xiàn)所需的車輛系統(tǒng)性能。

了解應(yīng)用程序領(lǐng)域

為了充分了解客戶的需求，安森美半導(dǎo)體的工程師必須更加熟悉最終應(yīng)用。由于兩個工程團(tuán)隊緊密合作，因此雙方都完全支持這種知識交流。

它涉及一個需求，并將其轉(zhuǎn)化為傳感器性能。聽起來似乎很簡單，但實際上，從這兩個角度來看，它都需要對問題有深刻的理解，并需要某種方式來創(chuàng)建可以跨兩個領(lǐng)域的通用語言。

例如，斯巴魯需要該系統(tǒng)能夠在所有光照條件下讀取交通信號。在LED技術(shù)出現(xiàn)之前，路燈很可能直接由交流電源以50 Hz或60 Hz的線路頻率供電。車輛上的傳統(tǒng)燈將由12 V DC驅(qū)動，因此處于穩(wěn)定狀態(tài)。 LED技術(shù)已經(jīng)改變了所有這一切，現(xiàn)在，LED被用于路燈和車輛。這些設(shè)備通常由高頻調(diào)制方波驅(qū)動，這意味著它們很可能在各種頻率下打開和關(guān)閉。對于應(yīng)該使用什么頻率沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，實際上，該頻率將取決于許多因素，包括所需的發(fā)光水平。這可能會在不同的環(huán)境條件下發(fā)生變化，因此LED閃爍的速率可能會發(fā)生巨大變化。

由于CMOS圖像傳感器以高捕獲率運行，因此當(dāng)許多LED處于打開和關(guān)閉狀態(tài)時，可能無法完全捕獲圖像。如果在捕獲時關(guān)閉了太多的LED，則圖像可能表明指示燈已熄滅，或無法識別信號。為了滿足客戶的需求，有必要了解LED閃爍與饋入ADAS的數(shù)據(jù)質(zhì)量之間的關(guān)系。更重要的是，安森美半導(dǎo)體的工程師可以采用某種方法來減輕LED閃爍對于傳感器的影響，以至于它不再是系統(tǒng)整體性能的限制因素。

LED閃爍緩解（LFM）是安森美半導(dǎo)體CMOS圖像傳感器中可用的一項功能，符合汽車行業(yè)的使用條件。但是，工程團(tuán)隊仍然有必要修改和改進(jìn)AR0231AT中的閃爍緩解，以實現(xiàn)可接受的定義。實際上，安森美半導(dǎo)體的工程師提供的傳感器甚至超出了客戶的期望。

必須修改傳感器以滿足客戶要求的其他示例包括改善動態(tài)范圍和增加視野。同樣，這些不是客戶的直接要求，它們是安森美半導(dǎo)體的工程師需要實施的間接解決方案。

在此案例研究中，很明顯，通過一級供應(yīng)商（可能是二級供應(yīng)商，甚至是三級供應(yīng)商）來工作，對于任何半導(dǎo)體制造商來說，都很難極其準(zhǔn)確地解釋最終客戶的需求。

這就是安森美半導(dǎo)體理念所體現(xiàn)出的優(yōu)勢所在——“您帶來人才，我們將帶來工具”確實變得顯而易見。通過與斯巴魯緊密合作，安森美半導(dǎo)體能夠交付超出預(yù)期的產(chǎn)品。這只是安森美半導(dǎo)體現(xiàn)在如何與各個層次的客戶互動的一個例子，但這不是唯一的。展望未來，人們期望與OEM在垂直市場與系統(tǒng)集成商進(jìn)行更緊密的緊密合作，因為可以最快接觸到技術(shù)的突破。
編輯：hfy