豪威集团在ADAS车载图像技术上的优势如何

 

消费者、政策/法规、市场三合力，不断推动 ADAS 渗透率提升。2022 年 3 月国内新车 L2 级配套量接近 41.6 万，渗透率近 30%。ADAS 成标配，CIS 如何升级？

豪威集团汽车 CIS 系列专题 ADAS 篇将分 5 期，每期一个硬核知识点，助您详尽了解 ADAS 领域应用、技术趋势与车规产品。

上期科普了为什么 ADAS 前视摄像头尤其要达到 140dB HDR。本期将聚焦汽车如何准确感知马路上的“电子交警” -LED 信号。

随着 LED 在街道照明和前照灯中的使用越来越多，被称为 “LED 闪烁”的现象正在成为机器视觉系统需要解决的关键问题，它导致 LED 交通信号不能被完整的捕捉。随着 ADAS 开始普及，LED 闪烁抑制（LFM，LED Flicker Mitigation）对保障这些系统的安全来说至关重要。

 

什么是 LED 闪烁？

使用 LED 可以节电和降低成本，早已广泛应用到照明领域，但 LED 光源不是连续的。LED 光源并不是直流电驱动的，而是脉冲交流驱动。LED 灯以一个基础频率，以及可调节的占空比来调整亮和暗的强度。对于人眼来说，LED 光源看似是持续的，但 HDR 相机（高动态范围图像，High-Dynamic Range，简称 HDR）却可以捕捉到 LED 的亮和暗的属性，并且在观看视频的时候呈现出“闪烁”。

 

HDR 帧速和LED驱动信号是异步的（一个 LED 打开/关闭的周期为 11 微秒；而 HDR 在日光下每帧需要 16.6 微秒），因此 HDR 每一帧都会捕捉到 LED 打开/关闭周期间产生的不同的亮度，从而产生“闪烁”。

以上原因造成了 CMOS 图像传感器受到 LED 闪烁的困扰，导致车载摄像头“看错” LED 发出的交通信号指示，容易会将 LED 灯的闪烁误认为是紧急灯，或方向指示灯。

如何应对 LED 闪烁？

如果相机能够延长曝光时间，并使其比 LED 驱动周期更长，同时不出现过曝，且维持一定的动态范围水平，那问题便得到了解决。

理论上讲，曝光时间是相机的快门打开-关闭的时间，曝光时间越长，快门打开时间越长，进入相机的光线越多，拍出来的图像越亮，亮到一定程度后，图像有部分或者全白，称为饱和或者过饱和。曝光时间越短，图像越暗。如果相机曝光时间大于 LED 的驱动周期而不进入饱和，并且保持动态范围，那么 HDR 相机就可以捕捉到交通信号。

为了确保 HDR 捕捉到完整的 LED 图像，豪威集团开发了 LFM 解决方案。LFM 分别通过小光电二极管（简称 SPD）和大光电二极管（简称 LPD）区分 SPD 和 LPD 的曝光时间，也就是小光电二极管（SPD）能延长曝光时间，使其足够长，以确保 LED 脉冲的捕获；大光电二极管 （LPD） 可以确保低光条件下的场景曝光的更高的灵敏度和色彩补偿；而额外的极短曝光（VS）可以捕获场景中最亮的部分。

针对 LED 灯闪烁的痛点，豪威集团早在 2017 年 5 月就利用 Split Pixel 技术推出了 LFM 产品，且目前仍是国内唯一能够量产具备 LFM 功能的图像传感器厂商。针对 ADAS 领域，OX08B40、OX03F10、OX03C10 等均具备 LFM 功能。

综上，ADAS 篇剖析了汽车 CIS 的 HDR、LFM、高分辨等技术趋势，豪威集团在 ADAS 车载图像技术上的优势如何？　

      审核编辑：彭静