onsemi安森美先进的图像传感器如何提升道路安全
尽管包括碰撞结构、安全气囊、刹车和轮胎在内的汽车技术不断进步，帮助提高了车辆安全性，但我们仍然面临着各种道路风险。而且，这些风险是不断变化的。低光照度等驾驶条件会显著增加道路危险性，而此类驾驶条件不仅给驾驶员带来挑战，同时也对车辆先进驾驶辅助系统 (ADAS) 中的传感器带来考验。在严苛的夜间和低光环境中，需要高性能汽车传感器来确保行车安全。http://www.yxykj-ic.com/UploadFile_Img/20231216151921/7/onsemi%E5%AE%89%E6%A3%AE%E7%BE%8E%E5%85%88%E8%BF%9B%E7%9A%84%E5%9B%BE%E5%83%8F%E4%BC%A0%E6%84%9F%E5%99%A8%E5%A6%82%E4%BD%95%E6%8F%90%E5%8D%87%E9%81%93%E8%B7%AF%E5%AE%89%E5%85%A8.png显而易见，在低光条件下，道路存在更大的风险。美国公路安全保险协会 (IIHS) 发现，在 2021 年，美国 54% 的道路死亡事故发生在傍晚 18:00 至次日清晨 6:00 的低光条件下，尽管该时间段内路上车辆较少。同样，美国国家公路交通安全管理局 (NHTSA) 指出，超过 70% 的行人死亡事故发生在夜间。低光环境增加驾驶危险性的主要原因之一是人类视力的局限性。在黑暗条件下，驾驶员往往无法及时察觉风险，或者完全注意不到风险。而且，对向车灯会让驾驶员眩目，使问题变得更加严重。此外，驾驶员打瞌睡或酒后驾驶等因素，也会进一步增加风险。面对这些因素和环境条件，ADAS 功能可以帮助减少事故发生，因而底层传感器的性能对确保安全至关重要。低光性能安森美 (onsemi)深知汽车应用的复杂性，因此开发了 AR0220AT 。这款 170 万像素 (MP) 传感器专为 ADAS 功能而设计。该传感器的强大性能源于先进的双转换增益 (DCG)，以及更大的 4.2 µm 像素设计。许多传感器制造商都采用了大小像素设计，使用小型光电二极管和大型光电二极管的组合，但这很容易产生饱和问题，并在低光条件下产生不必要的伪影。通过 DCG 技术，我们可以使用更大的像素尺寸，传感器可以动态调整像素的转换增益，从而根据场景的动态范围调整响应。这项技术可实现对高动态范围 (HDR) 环境的精确成像，并减少来自脉冲光源（如汽车前大灯和刹车灯）的闪烁效果。在夜间场景中，图像噪声和伪影可能会掩盖道路上的危险，或被误认为危险。在黑暗的条件下，AR0220AT 的高灵敏度和低噪声图像能够准确展示前方路况（图 1）。http://www.yxykj-ic.com/UploadFile_Img/20231216151930/7/onsemi%E5%AE%89%E6%A3%AE%E7%BE%8E%E5%85%88%E8%BF%9B%E7%9A%84%E5%9B%BE%E5%83%8F%E4%BC%A0%E6%84%9F%E5%99%A8%E5%A6%82%E4%BD%95%E6%8F%90%E5%8D%87%E9%81%93%E8%B7%AF%E5%AE%89%E5%85%A81.png图 1：竞争对手的传感器（左侧）与安森美 ART0220AT（右侧）的对比。请注意左侧图中的低光性能下降和出现伪影 在典型的极具挑战的场景中，如日出或日落时，环境光较弱，而太阳光很强。http://www.yxykj-ic.com/UploadFile_Img/20231216151939/7/onsemi%E5%AE%89%E6%A3%AE%E7%BE%8E%E5%85%88%E8%BF%9B%E7%9A%84%E5%9B%BE%E5%83%8F%E4%BC%A0%E6%84%9F%E5%99%A8%E5%A6%82%E4%BD%95%E6%8F%90%E5%8D%87%E9%81%93%E8%B7%AF%E5%AE%89%E5%85%A82.png图 2：竞争产品（左侧）与安森美（右侧）的信噪比性能比较其他设计考虑因素对于传感器提供的安全性和希望有效实施该技术的汽车制造商来说，还有其他重要的考虑因素。这款传感器使用嵌入式硬件机制来实时监测所有图像，将每一帧图像标记为“良好”或“潜在问题”。这样，ADAS 控制器就能完全确保每帧图像的准确性，防止错误图像触发不必要的车辆干预，并使系统能够执行正确的操作。对于ON安森美而言，集成球栅阵列 (iBGA) 封装是合理的选择。因为与许多竞争方案所使用的芯片级封装 (CSP) 相比，iBGA 设计紧凑，同时热稳定性更高。与 CSP 设计不同，iBGA 在许多汽车应用面临的严苛高温条件下不易变形。AR0220AT 还经优化设计，工作功耗降至 269 mW，这不仅降低了运行温度，而且进一步减少了传感器噪声，并提高了低光性能。http://www.yxykj-ic.com/UploadFile_Img/20231216151948/7/onsemi%E5%AE%89%E6%A3%AE%E7%BE%8E%E5%85%88%E8%BF%9B%E7%9A%84%E5%9B%BE%E5%83%8F%E4%BC%A0%E6%84%9F%E5%99%A8%E5%A6%82%E4%BD%95%E6%8F%90%E5%8D%87%E9%81%93%E8%B7%AF%E5%AE%89%E5%85%A83.png图 3：竞争产品（左侧）与安森美产品（右侧）因角度性能造而成的色彩损失对比总结汽车图像传感器的可靠性和图像质量至关重要，需要在各种条件下保持高性能，以确保在任何路况下的安全性。在设计满足此类需求的摄像头系统时，需要考虑许多特性，但也许最重要的特性是传感器的动态范围和低光性能。制造商可以依靠 AR0220AT 的高性能和易集成性，为 ADAS 系统提供更高水平的安全性和自主性。顶顶顶
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