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突破性激光測距技術和車載攝像頭解決方案

2018年02月03日10:45:19 本網(wǎng)站 我要評論(2)字號:T | T | T
關鍵字:應用 半導體 汽車 傳感器 

 

日前,意法半導體公司(ST)在北京舉辦“較新FlightSense 技術和車載攝像頭解決方案媒體交流會”,公司影像產(chǎn)品部技術市場經(jīng)理張程怡與媒體分享了新一代激光測距技術及其各種應用,以及可以消除LED閃爍汽車影像產(chǎn)品

 

 

FlightSense 激光測距技術用途廣泛

張程怡首先介紹說,ST是世界第一大飛行時間產(chǎn)品廠商,擁有豐富的成功制造經(jīng)驗出貨量超過3.5億顆年均增長率300%ST單光子雪崩二極管具有超高速時間分辨率,使Direct ToF技術能夠采用ST CMOS SPAD制造工藝ST獨有飛行時間知識產(chǎn)權在成本、復雜性、功耗與性能之間實現(xiàn)了完美平衡緊湊的集成系統(tǒng)集成傳感器、濾波器、光學器件、VCSEL和驅動器,實現(xiàn)高度校準的系統(tǒng)優(yōu)化且可靠的供應鏈實現(xiàn)低成本大規(guī)模生產(chǎn)

接著,他介紹了這一突破性光速測距技術——FlightSense 的原理和發(fā)展。它借助發(fā)射器傳感器目標進行測量,1厘米往返只用67皮秒高集成度的飛行時間傳感器模塊可以實距測量不受目標物體的大小、顏色和反射率的影響測量非常快(幾毫秒),而且低功耗

 

 

FlightSense 的應用非常廣泛,如激光自動對焦實時對焦場深輔助對焦輔助);測距和接近檢測(實距測量、較大測距4m);存在/用戶檢測安全省電護眼);手勢開關功耗/尺寸和性能新的交互方式);深度映射和AR/VR多合一模塊從基本手勢識別到高分辨率接收器)。

張程怡手機相機對焦輔助為例說明了進一步的新創(chuàng)應用相機自動對焦輔助裝置(前攝像頭或后攝像頭)可以在低照和低對比度場景下實現(xiàn)精準實時對焦新創(chuàng)應用包括通過多區(qū)掃描實現(xiàn)精準主體與背景判斷輔助雙攝像頭對目標物的深度判斷,以及依主體距離適配閃光燈發(fā)射功率

 

 

 

據(jù)介紹,適用于大眾市場應用FlightSenseTM ToF傳感器已發(fā)展到第三代。VL6180第一代ToF傳感器)較大測距40厘米,采用850nm波長紅外發(fā)射技術(Vcsel,其主要應用場景包括:衛(wèi)浴龍頭開關控制照明開關控制平板閱讀距離警示掃地機器人避障沿邊與防跌落控制相機激光自動對焦輔助裝置其它用戶/物體檢測應用,以及其它精致接近檢測應用VL53L0X第二代ToF傳感器)較大測距2,采用940nm波長紅外發(fā)射技術(Vcsel主要應用場景有:進階衛(wèi)浴設備開關控制進階平板閱讀距離管理控制進階照明開關與亮度控制進階廣告用戶檢測機器人室內(nèi)避障相機激光自動對焦輔助其它用戶/物體檢測應用,以及其它精致接近檢測應用

 

 

VL53L1X第三代ToF傳感器)較大測距 400cm,采用940nm波長紅外發(fā)射技術(Vcsel主要應用場景是:進階衛(wèi)浴設備開關控制無人機室內(nèi)定高與避障室內(nèi)服務機器人避障室內(nèi)門禁系統(tǒng)控制投影儀自動對焦相機激光自動對焦輔助其它用戶/物體檢測應用,以及其它精致接近檢測應用

 

 

張程怡還特地展示了一些來自其客戶的采用FlightSense 激光測距技術的產(chǎn)品。

 

 

解決頻閃難題的汽車影像產(chǎn)品

張程怡介紹的第二個話題是ST新型HDR LED無頻閃系統(tǒng),適用于高級駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS)。他說,早在2009年,ST就開發(fā)了50萬像素CMOS圖像傳感器VL5510,用于夜視攝像頭,實現(xiàn)了50萬像素30fps120dB HDR2016年開發(fā)了130萬像素圖像傳感器VG6640圖像處理器STV0991,用于智能倒車攝像頭,實現(xiàn)了720p 60fpsLED閃爍2018年,推出了250萬像素圖像傳感器VG6768圖像處理器STV0971,用于無閃爍攝像頭,包括LED閃爍電子后視鏡智能前視攝像頭智能倒車攝像頭(LVDS全景全景攝像頭行車記錄儀

ST研發(fā)的獨特的CMOS傳感器能夠將極高動態(tài)范圍與原生的全面免受LED燈閃爍影響的功能相結合,并率先運用于汽車行業(yè)。該傳感器搭配一個圖像信號傳感器,是一個獨立的低功耗、多功能ISP。這款新型相機系統(tǒng)是目前市面上針對各種ADAS應用(如前視、環(huán)視、后視和流媒體后視鏡)的較佳解決方案。采用ST相機解決方案,每個LED燈的信息都將被一一捕獲。

VG6768是一款高性能、高動態(tài)范圍的圖像傳感器,無LED頻閃,像素2.5M。此款傳感器專為汽車應用而設計,解決了傳統(tǒng)成像器放置在LED照明前方時產(chǎn)生的眾所周知的問題。該產(chǎn)品基于全新的ST專利HDR LED無頻閃像素技術,完全免受LED頻閃影響,同時在每個畫面上捕獲145dB的高動態(tài)范圍。該設備具有極佳的低照度性能,完全符合汽車安全完整性等級(ASIL)的B級標準。采用10x10mm im2BGA封裝。

STV0971配套芯片是一款獨立的圖像處理器。較先進的嵌入式算法使得系統(tǒng)可以受益于任何HDR相機,輸出多達三次曝光,應用缺陷像素修復、HDR合并、全局色調(diào)映射、自適應彩色化、自適應鏡頭遮光修正、自動白平衡、去噪和清晰度增強。

 

 

該相機系統(tǒng)針對每種汽車顯示應用,如流媒體后視鏡、環(huán)視、后視式。它還能增強機器視覺應用,如前視式,從而提供特定數(shù)據(jù)管道。由于其具有AEC-Q100 2級汽車認證,它可以支持任何汽車應用系統(tǒng)架構。在汽車和街道照明中使用越來越多的LED,這將不會影響到該相機系統(tǒng)提供的高圖像質(zhì)量。

張程怡強調(diào),LED閃爍根源路上見到的沒有標準頻率采用PWM調(diào)制LED的光源,光源之間無相位相干性在陽光直射下,傳統(tǒng)的2次或3次曝光時間HDR傳感器長曝光總是飽和,而中短曝光因時間太短而錯失LED脈沖。汽車顯示屏上的LED閃爍現(xiàn)象分散駕駛者的注意力使駕駛者和攝像系統(tǒng)看不清交通狀況,攝像頭丟失信息,導致系統(tǒng)做出錯誤的判斷甚至撞車

 

 

STLED光源閃爍解決方案采用ST的雙二極管方案有效控制60Hz4KHzLED頻率范圍的閃爍(10%起占空比)雙二極管在大二極管上連續(xù)對長曝光進行積分運算在小二極管進行中短曝光時間積分運算,成功擴展動態(tài)范圍同步解決 LED 光源閃爍問題

 

 

采用ST方案新攝像系統(tǒng)完全符合電子后視鏡的要求,包括消除LED閃爍攝像頭把人眼能夠在玻璃后視鏡看到的東西全部顯示出來60fps幀速率和全分辨率高幀速率不會丟失任何信息(特別是在高速路上)超高動態(tài)范圍確保攝像頭不受“惡劣光照條件”(像太陽光線直射攝像頭)影響完整圖像處理功能所需的圖像處理器高靈活性的LVDS接口圖像處理器

 

 

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