圖像傳感器如何實現(xiàn)智能感知?用技術融合打破行業(yè)壁壘

圖像傳感器不僅要實現(xiàn)更敏銳的感知，更要實現(xiàn)智能化處理。作為智能設備的眼耳口鼻，人工智能時代對于傳感器提出的更高的需求，要提高一個系統(tǒng)的整體的反饋效率，要從最端側(cè)的傳感器就開始下功夫。作為安森美的三大部門之一的圖像傳感器部門(ISG)，已經(jīng)于近期更名為智能感知部，將繼續(xù)增強其圖像傳感器的感知能力，并通過傳感器融合來滿足未來應用需求。

三大場景和趨勢組成感知未來

據(jù)安森美智能感知部全球市場及應用工程副總裁易繼輝先生分享，圖像傳感器、深度感知和傳感器融合是未來感知發(fā)展的三大趨勢。而圖像傳感器的主要應用場景也將發(fā)生變化，從手機開始拓展到汽車、機器視覺和邊緣人工智能的應用。而且這些新的市場應用于手機想比有一個不同：手機廠商雖然宣傳自己的像素級別達到了2000萬像素，但是人眼的識別能力僅在1600萬像素左右，但汽車、機器視覺等應用對于圖像傳感器的像素識別要求是越高越好。因此未來圖像傳感器的主要市場將逐漸從手機過渡到汽車等市場應用中。​

​寬廣產(chǎn)品線滿足融合之勢

對于安森美而言，不僅要在某些傳感器的技術上深度研發(fā)，更要提高產(chǎn)品線的廣度。2017年安森美收購了IBM的海法研究小組的以色列研究中心，獲得了毫米波雷達的方案;2018年5月收購愛爾蘭SensL Technologies公司，獲得了SPAD(單一光電雪崩二極管)的核心技術。據(jù)易繼輝先生介紹，安森美是目前全球唯一一家擁有所有感知技術的公司。這樣的寬廣的產(chǎn)線，并不會給安森美帶來困擾，恰恰正是迎合了傳感器融合的趨勢。傳統(tǒng)的公司會主攻某一個領域，比如毫米波雷達的公司只會專注于毫米波雷達;激光雷達的公司只會專注于激光雷達。但比如說在汽車的應用場景中，是需要多種不同的傳感器來一起協(xié)作實現(xiàn)智能感知的，僅僅依賴于某一類傳感器在某些氣候條件下就會無法滿足和覆蓋其感知需求。因為安森美擁有所有感知技術，所以可以打破行業(yè)的壁壘，在內(nèi)部就實現(xiàn)傳感器融合的解決方案。易繼輝表示，安森美的戰(zhàn)略布局是提升綜合能力達到極致，以寬廣的產(chǎn)品陣容滿足客戶全方位的需求，而不是滿足于在某一個領域做到極致，這種戰(zhàn)略布局也是其未來的優(yōu)勢之一。​

​傳感器融合降低汽車電子應用成本

汽車市場雖然最近銷量上表現(xiàn)疲軟，但是聚焦在每臺汽車上來看，智能化程度是越來越高的，未來必然會成為半導體的巨大市場機遇。尤其是在感知這一部分，需要大量的產(chǎn)品類型來支持。​

​據(jù)易繼輝先生介紹，汽車發(fā)展主要在三個方向：一是車外的人工視覺，提供給駕乘者看的環(huán)視、后視等;二是車外的機器視覺，包括ADAS、自動駕駛。三是艙內(nèi)監(jiān)控，包括疲勞監(jiān)控、人機互動(Human Machine Interaction)、虹膜識別(Iris Detection)和人臉識別等。安森美半導體的核心技術Clarity+能夠把視覺(Viewing)和汽車感知(Sensing)技術結合。現(xiàn)在市場上通用的方案是使用兩個相機，而安森美的NR4401里一個相機既可以做到機器視覺信號又能提供人工視覺信號。在毫米波雷達方面，安森美的產(chǎn)品也通過融合提供了低成本的優(yōu)勢。據(jù)悉，目前市場需要4個發(fā)射器，而安森美只需要2個就能達到相同的效果。隨著L2、L3、L4和全自動駕駛的需求增長，以后的長距、中距和短距的毫米波雷達隨著它的成本降低需求量會越來越多。在激光雷達方面，安森美的FuseOne是目前市場第一款達到車規(guī)級的產(chǎn)品，這款產(chǎn)品采用固態(tài)雷達，不需要機械式雷達掃描，完全可以使用閃光的方式，因此成本相較傳統(tǒng)激光雷達從幾萬美金降低到了幾百美金。

安森美于今年推出了一個全新的矩陣型激光雷達產(chǎn)品Pandion，采用固態(tài)光源Flash可以感知三米內(nèi)的深度，通過掃描式的波速控制(Beam Streeing)則可以感知到100米左右的深度。從一個LiDAR應用到另一個應用的要求和系統(tǒng)設計各不相同，但都需要能夠有效檢測返回信號并生成圖像的傳感器。有效的設置是使用具有靜態(tài)或“凝視”接收器的掃描發(fā)射器的設置。因此，需要成像傳感器陣列來提供在這些系統(tǒng)中形成凝視接收器元件的定時信息。安森美Pandion是一種帶有集成CMOS元件的成像SPAD陣列。它由400 x 100陣列的可單獨尋址的SPAD像素組成。該芯片具有使用逐列讀出的讀出架構，因此40k陣列元件僅需要100個讀出通道。易繼輝先生表示，將激光雷達矩陣化是第一步，以后LiDAR point cloud的將會逐漸被LiDAR Image取代。​

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圖像傳感器是整個半導體行業(yè)復雜程度最高的技術，需要將光子和電子相結合，實現(xiàn)互換，這里面包含了很多數(shù)字、模擬、濾光、透鏡和堆棧等等前沿技術。安森美正在將不同類型的傳感器進行融合，未來還會再傳感器上集成處理器和存儲器等資源。因為擁有寬廣的產(chǎn)品線，所以與其它廠商比起來，安森美來做這樣的事情更便捷一些，而這種技術融合的解決方案的推出，相信對于自動駕駛、機器視覺和邊緣AI都將起到推動的作用。​