Hayabusa圖像傳感器平臺 – 對話Radhika Arora

在日語中，Hayabusa的意思是“游隼”，是一種猛禽，有許多明顯的自然優(yōu)勢。它們的視力超過了人類，在動物界中擁有最快的視覺。人眼記錄靜止圖像的速度約每秒 25 幀，而隼鳥的視覺識別速度可以接近每秒 130 幀。像大多數(shù)獵鷹一樣，隼鳥的每只眼睛都有兩個中央凹，而人眼只有一個。因此隼鳥具有卓越的超視覺。除了更好的清晰度和識別能力之外，這種增強的視力使獵鷹能夠日夜狩獵。據(jù)此，我們把圖像傳感器平臺命名為它的自然對應(yīng)物——Hayabusa圖像傳感器平臺。

我們的團隊想把這種猛禽及其感知能力與開發(fā)的創(chuàng)新傳感器平臺聯(lián)系起來。隼鳥不僅是視覺識別度最高的動物，而且還是地球上在激烈競爭中發(fā)展最快的動物。Hayabusa 圖像傳感器平臺包括一系列不同像素的器件，匯集了高性價比的產(chǎn)品，并在任何環(huán)境中提供最佳性能。

要了解有關(guān)此創(chuàng)新的圖像傳感器平臺的更多信息，請看看汽車感知分部產(chǎn)品營銷高級總監(jiān)Radhika Arora的見解，他介紹了該平臺的功能以及設(shè)計過程中的挑戰(zhàn)。

問：Hayabusa 圖像傳感器平臺是什么?

答：Hayabusa 圖像傳感器平臺是個產(chǎn)品系列，包括三個傳感器AR0147AT、AR0233AT和 AR0323AT，像素范圍從 130萬 到 310 萬;三個 100萬像素系統(tǒng)單芯片 (SOC) AS0147AT、AS0148AT和AS0149AT。該平臺使我們能為客戶提供可擴展的圖像傳感器方案，滿足他們的各種需求。采用同一平臺的產(chǎn)品的好處是，客戶可以重用跨平臺收集的數(shù)據(jù)。這些產(chǎn)品可以共享所有驅(qū)動程序開發(fā)、調(diào)試和注冊學(xué)習(xí)，因為像素性能在整個產(chǎn)品平臺保持相同。

問：Hayabusa 圖像傳感器平臺是否最初用于汽車細分領(lǐng)域，在其他應(yīng)用中有用例嗎?

答：Hayabusa 技術(shù)的起源植根于我們高端的電影重力傳感器組合。在過去的20年中，安森美(onsemi)與ARRI合作開發(fā)了高質(zhì)量數(shù)碼相機，用于好萊塢電影和奧斯卡獲獎電影。除了在電影攝影中的應(yīng)用外，我們還能夠?qū)ayabusa技術(shù)應(yīng)用于汽車和工業(yè)相機，以及許多其他應(yīng)用。此外，我們還看到了將Hayabusa平臺用作機器人視覺傳感器的趨勢。我們看到在工廠車間，機器人的自動化程度在不斷提高，而工廠車間里的照明條件變化很大，證明為機器人增加這種高動態(tài)范圍 (HDR) 能力是有利的。所以Hayabusa 平臺在乘用車之外有更廣泛的用例。

問：哪些類型的系統(tǒng)將使用Hayabusa平臺?

答：Hayabusa平臺有多種用途。視覺肯定是這個平臺的一個重要用途，我們可以在環(huán)視攝像頭、后視攝像頭、攝像監(jiān)控系統(tǒng)和數(shù)字視頻錄像機 (DVR) 中使用Hayabusa。此外，我們看到在先進駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS) 和自動駕駛中集成該平臺的上升勢頭。我們看到這些產(chǎn)品用于高端和低端應(yīng)用中，證明了平臺的靈活性。

問：在開發(fā)階段，出現(xiàn)了哪些類型的挑戰(zhàn)?

答：在我們回答開發(fā)這個平臺所面臨的挑戰(zhàn)之前，我認為我們需要了解和考慮客戶面臨的挑戰(zhàn)。安森美是汽車行業(yè)的一個領(lǐng)軍企業(yè)，市場份額超過 40% ，ADAS 市場份額超過 70% ，我們面臨三個關(guān)鍵挑戰(zhàn)。

第一個挑戰(zhàn)是動態(tài)范圍。我們記錄的許多風(fēng)景往往超過 120-240 dB。動態(tài)范圍是最大值和最小值之間的比率。我們?nèi)祟愸{駛員都面臨過這樣的情況，如出隧道或過立交橋時，大量光線照射到我們的臉上使我們突然什么都看不清。這可能導(dǎo)致交通事故和死亡。我們致力在開發(fā)這些傳感器時找到一個方案，并克服照明中的這些動態(tài)變化。挑戰(zhàn)變成了創(chuàng)造一種產(chǎn)品，能夠清楚地識別高動態(tài)范圍條件并識別汽車應(yīng)用場景中的物體。這種在不斷變化的條件下準確識別場景的能力，能夠協(xié)助駕駛員做出適當?shù)臎Q定。

第二個挑戰(zhàn)是通過 LED 閃爍抑制 (LFM)功能來克服照明閃爍。當我們看交通信號燈時，它們似乎一直在發(fā)光。LED 燈的脈沖速度很快，人眼察覺不到;但圖像傳感器可以看到并分類這些脈沖。假設(shè)圖像傳感器在周期外捕獲到一個交通信號。傳感器可能會錯譯交通指示。Hayabusa 平臺使我們能夠準確地捕獲 LED 標志和信號。Hayabusa 平臺與市場上其他平臺的不同之處在于，它既能捕獲高動態(tài)范圍，又能減少 LED 閃爍。

我們面臨的第三個障礙是在微光情況下檢測物體的能力。例如，假設(shè)一名駕駛員在夜間駕駛，迎面駛來另一輛開著遠光燈的車輛，而與此同時，一名行人正在過馬路。在這種情況下，迎面駛來的車輛的亮光會使行人模糊不清?？梢韵胂螅谶@種情況下，我們?nèi)祟愸{駛員完全看不到行人。通過延長圖像傳感器曝光時間的能力，并且圖像傳感器對明亮物體沒有飽和的風(fēng)險，我們可以提高微光性能來捕獲此類物體如本例中的行人。如您所見，這是一項重要的安全功能和一個重要的賣點。

問：您提到了光線有可能影響 Hayabusa 平臺，您還談到了團隊在這些環(huán)境變化方面需要克服的挑戰(zhàn)。同樣，天氣或溫度等因素會對該平臺的性能產(chǎn)生不利影響嗎?

答：對于所有圖像傳感器來說都是如此。隨著溫度的升高，會出現(xiàn)一種稱為暗信號電流的異?，F(xiàn)象，而暗信號的不均勻性衡量系統(tǒng)在微光情況下的表現(xiàn)。溫度每升高 8 度，暗電流就會增加一倍。因此，您需要從盡可能少的暗電流著手解決問題，因為傳感器將這種暗信號視為更多“噪聲”。這種“噪聲”可能導(dǎo)致圖像傳感器識別內(nèi)容的誤報。Hayabusa 平臺降低了潛在的本底噪聲，提高了其可靠性和準確性，降低了整體電流，且從像素圖的角度提高了微光識別的效率。

問：采取了哪些安全措施來防止圖像傳感器出現(xiàn)故障并可能對乘客和車輛造成危險?

答：Hayabusa 平臺支持汽車安全完整性等級B級(ASIL-B)，產(chǎn)品符合 ISO 26262標準。我們可以通過這些傳感器，檢測對系統(tǒng)評估和反應(yīng)至關(guān)重要的故障。車內(nèi)實時安全機制，允許系統(tǒng)評估識別到的每一幀的響應(yīng)，從而為我們的客戶帶來更安全的設(shè)計和可控性。

問：是什么讓Hayabusa平臺成為“首選”產(chǎn)品?

答：Hayabusa不僅擁有市場上同類最佳的高動態(tài)范圍，而且還具有出色的微光性能。它在單個產(chǎn)品中同時具有高動態(tài)范圍和抑制閃爍功能，這至關(guān)重要，因為其他產(chǎn)品通常只包含其中一個功能。Hayabusa 平臺具有汽車級可靠性ACE-Q100 Grade 2 ，以及前述的安全機制。從可靠性和性能的角度來看，它優(yōu)于這個分辨率的任何產(chǎn)品。

安森美在當今的生態(tài)系統(tǒng)中具有非常重要的戰(zhàn)略地位。Hayabusa 平臺是個非常復(fù)雜的系統(tǒng)，含一個鏡頭、一個模塊和一個模塊的接口，需要我們與其他公司合作開發(fā)串行器。另一方面是我們能夠使用市場上的其他工藝來調(diào)整圖像傳感器，以確保它們具有合適的圖像處理能力和最終圖像質(zhì)量。這些項目都是生態(tài)系統(tǒng)的一部分，必須到位并且足夠成熟，客戶才能將圖像傳感器整合到他們的設(shè)計中。我們的關(guān)鍵優(yōu)勢在于：能建立一個包含鏡頭、模塊、接口和處理器的成熟生態(tài)系統(tǒng)。安森美在這些關(guān)鍵項目中處于行業(yè)領(lǐng)先地位，有助于客戶縮短將圖像傳感器整合到其系統(tǒng)中所需的時間。