圖像傳感器、深度感知、傳感器融合,是感知未來(lái)發(fā)展的三個(gè)趨勢,而汽車(chē)、機器視覺(jué)、邊緣人工智能(Edge AI)是智能感知最聚焦的3大應用市場(chǎng)。安森美半導體是全球唯一一家提供完整感知模式及方案的公司,包括超聲波、成像、毫米波雷達、激光雷達(LiDAR)及傳感器融合等,且技術(shù)領(lǐng)先行業(yè)并持續創(chuàng )新,是至關(guān)重要三大應用領(lǐng)域成像方案的市場(chǎng)領(lǐng)袖,致力于提供超越人眼的視覺(jué)。
汽車(chē)智能感知方案為邁向自動(dòng)駕駛鋪平道路
駕駛員的視線(xiàn)范圍一般只能覆蓋前方180度,加上余光,可能超過(guò)200度,而融合圖像傳感器、超聲波、雷達、LiDAR的汽車(chē)具有360度感知能力。目前啟用自動(dòng)駕駛的車(chē)輛配備9個(gè)(以后可能達到20個(gè))圖像傳感器、 10個(gè)雷達、至少2個(gè)超聲波,將來(lái)也會(huì )配置至少1個(gè)LiDAR。另外,駕駛員可能會(huì )有幾毫秒的精力分散情況,而智能感知可以全時(shí)候地跟蹤、檢測和計算,比駕駛員更強。
安森美半導體全面的汽車(chē)智能感知陣容打破了行業(yè)間的壁壘,滿(mǎn)足客戶(hù)全方位需求。
作為汽車(chē)圖像傳感器全球領(lǐng)袖,安森美半導體的市場(chǎng)份額全球稱(chēng)冠,提供感知+視覺(jué)的整體方案,是唯一具備汽車(chē)所有攝像機種類(lèi)的供應商,完整的產(chǎn)品平臺從130萬(wàn)像素至1200萬(wàn)像素,通用的高動(dòng)態(tài)范圍(HDR)和抑制LED閃爍(LFM)的傳感器架構滿(mǎn)足需求,且具備10多年汽車(chē)ADAS方案技術(shù)領(lǐng)先的經(jīng)驗。另外,公司的Clarity+選項配置實(shí)現感知與人類(lèi)視覺(jué)同步,是一個(gè)攝像機提供視覺(jué)和感知系統集成的技術(shù),并且符合第4代ISO26262功能安全標準(汽車(chē)安全完整性級別ASIL C級),其世界首顆含網(wǎng)絡(luò )安全的圖像傳感器已量產(chǎn)。
最大化動(dòng)態(tài)范圍至關(guān)重要
高動(dòng)態(tài)范圍(HDR)指一個(gè)圖片上亮和暗的比差。在汽車(chē)應用中,最大化動(dòng)態(tài)范圍至關(guān)重要。典型場(chǎng)景如隧道或夜間行車(chē),HDR有助于機器視覺(jué)或人工智能識別/判斷細節,提升安全性。安森美半導體成像方案的HDR達140 dB,高過(guò)競爭對手的120 dB。
LFM技術(shù)解決LED閃爍
LFM對整車(chē)廠(chǎng)是非常大的挑戰。因為L(cháng)ED在閃爍時(shí),頻率都不一樣。如果攝像機的頻率和紅綠燈的頻率不吻合就捕捉不到信號。安森美半導體的LFM技術(shù)可以在獲取信號后從軟件分析延遲(Latency)和功耗,從傳感器硬件上直接解決問(wèn)題。
Clarity+實(shí)現感知與人類(lèi)視覺(jué)同步
安森美半導體的核心技術(shù)Clarity+實(shí)現感知與人類(lèi)視覺(jué)同步?,F在市場(chǎng)上人工視覺(jué)使用一個(gè)相機,機器視覺(jué)使用另外一個(gè)相機。而一個(gè)使用安森美半導體的相機既能做到機器視覺(jué)信號又能提供人工視覺(jué)信號。
NIR+提高近紅外靈敏度
汽車(chē)在夜間行駛時(shí)對近紅外的要求非常高。安森美半導體的近紅外+(NIR+)像素技術(shù)增加約4倍的近紅外靈敏度,可確保信號捕捉的全面,提升信號清晰度,還可省電。
全局快門(mén)全球第一
曾主要用于工業(yè)掃描的全局快門(mén)技術(shù)也會(huì )應用到汽車(chē)上,特別是在駕駛員疲勞監控方面。安森美半導體在全局快門(mén)領(lǐng)域是全球第一。
自動(dòng)駕駛的首要關(guān)鍵是功能安全
圖像傳感器本身的線(xiàn)路失效可能出現短路、信號削弱等問(wèn)題,安森美半導體將8000多種失效模式注入芯片以鑒別芯片的可信度,從而確保功能安全。所謂功能安全指元器件的線(xiàn)路可自檢以提供完整、準確的信息,和路況沒(méi)有任何關(guān)系。此外,還專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)了安全手冊供客戶(hù)參考。
汽車(chē)圖像感知發(fā)展方向
汽車(chē)圖像傳感器市場(chǎng)在迅速增長(cháng),主要應用于先進(jìn)駕駛輔助系統(ADAS)、艙內攝像機、視覺(jué)攝像機、攝像機監控系統(CMS)乃至自動(dòng)駕駛。一些大型卡車(chē)用CMS取代車(chē)鏡可減小擋風(fēng)阻力,節省5-10%的能源。未來(lái)汽車(chē)圖像感知發(fā)展方向主要包括:
1. 車(chē)外的人工視覺(jué),包括環(huán)視、后視,這是供人看的;
2. 車(chē)外的機器視覺(jué),包括ADAS、自動(dòng)駕駛;
3. 艙內監控在迅速擴展,包括駕駛員疲勞監控、疾病檢測、情緒/生理檢測,安全氣囊精準調整、人機互動(dòng)(Human Machine Interaction)、虹膜識別(Iris Detection)和人臉識別等。人機互動(dòng),包括手勢識別功能,如調整艙內溫度、聽(tīng)廣播、打電話(huà)等都可以用手勢來(lái)操作。除了對駕駛員的監控,還有對乘員的監控,如機器人出租車(chē)(robot taxi)的很多功能都需要艙內監控,包括安全帶提醒、兒童在場(chǎng)檢測、物體檢測和寵物檢測等。這都是未來(lái)自動(dòng)駕駛要涉及到的一些應用。
自動(dòng)駕駛毫米波雷達融合
隨著(zhù)L2、L3、L4和全自動(dòng)駕駛的需求增長(cháng),長(cháng)、中、短距毫米波雷達隨著(zhù)其成本降低需求量越來(lái)越多,在汽車(chē)上的應用也會(huì )越來(lái)越多。安森美半導體的NR4401是市場(chǎng)首款具4個(gè)同步收發(fā)器Tx的產(chǎn)品,能以單個(gè)器件支持短/長(cháng)距,減少物料單(BOM)器件數,降低成本,可靈活配置和擴展。
LiDAR和成像的融合
安森美半導體的FuseOne是目前市場(chǎng)上首款達到車(chē)規的LiDAR。它結合200萬(wàn)像素汽車(chē)級傳感器和基于8x2 硅光電倍增管(SiPM)的閃光LiDAR,由于不需要機械式的雷達掃描,將成本從市面上的上萬(wàn)美金降至幾百美金,從而使固態(tài)雷達成為現實(shí)。
汽車(chē)生態(tài)系統合作伙伴
建立汽車(chē)生態(tài)系統合作伙伴關(guān)系非常重要。安森美半導體積極與汽車(chē)相關(guān)的友商、供應商建立合作生態(tài)系統,確保產(chǎn)品、產(chǎn)品線(xiàn)路圖能對接及產(chǎn)品概念能契合,公司目前已與50多家端到端圖像方案合作伙伴建立了緊密的聯(lián)系。
增長(cháng)的機器視覺(jué)市場(chǎng)
在人工智能興起的浪潮下,工業(yè)機器視覺(jué)和Edge AI越來(lái)越受重視。除了傳統工廠(chǎng)自動(dòng)化、智能化工廠(chǎng),機器視覺(jué)還越來(lái)越多地用于智能交通、新零售、智能樓宇/家居、機器人、增強現實(shí)/虛擬現實(shí)/可穿戴、安防/監控等領(lǐng)域。隨著(zhù)人工智能對像素分辨、理解和判斷能力需求的提升,圖像傳感器對于像素識別要求也越來(lái)越高。
安森美半導體同時(shí)具備CMOS和 CCD圖像傳感器技術(shù),憑借全方位的產(chǎn)品陣容及領(lǐng)先的產(chǎn)品性能優(yōu)勢,成為工業(yè)機器視覺(jué)的領(lǐng)袖。
XGS系列在機器視覺(jué)領(lǐng)域遙遙領(lǐng)先
在機器視覺(jué)領(lǐng)域,安森美半導體的競爭優(yōu)勢有產(chǎn)品范圍、尺寸、幀速、性?xún)r(jià)比、性能及應用支援。公司推出的曾轟動(dòng)業(yè)界的PYTHON系列僅需2塊PCB就能支持從VGA到2500萬(wàn)像素的8種分辨率,為要求嚴格的工業(yè)應用提供高性能成像和簡(jiǎn)化的升級?,F在的XGS系列則比PYTHON系列進(jìn)一步提升性能,具備高帶寬、低功耗架構,采用3.2微米全局快門(mén)CMOS設計,降低了設計尺寸,提供高性能、低噪聲。同時(shí),一個(gè)攝像機可以支持多種分辨率和不同的像素功能,可快速靈活擴展,是工廠(chǎng)自動(dòng)化、智能交通系統(ITS)、廣播成像、智能零售、機器人等應用的理想選擇。更為重要的是,XGS系列是目前市場(chǎng)上唯一在29×29mm設計尺寸內達到1600萬(wàn)像素的產(chǎn)品。
最新的XGS45000是4500萬(wàn)像素全局快門(mén)傳感器,高速,低功耗(<3 W),支持60 fps 8k 視頻,只需一個(gè)攝像頭一次曝光、一次采樣就能清晰地看清目標的所有細節,用于機器視覺(jué)和高端安防極具優(yōu)勢。
KAI-50140 CCD圖像傳感器:結合高分辨率和高圖像均勻性
KAI-50140是一款超高分辨率(5000萬(wàn)像素)CCD圖像傳感器,縱橫比2.18:1,匹配現代智能手機顯示屏,提供世界一流的圖像均勻性和成像質(zhì)量,實(shí)現更高效的智能手機顯示屏檢測,可擴展到重要的檢測、監控應用如關(guān)鍵的生產(chǎn)線(xiàn)終端檢測(平板檢測)、廣域監控、航拍等,可利用現有攝像機設計以簡(jiǎn)化升級。
應對邊緣設備更智能、更低功耗的需求
物聯(lián)網(wǎng)(IoT)將涉及大量的邊緣設備,需要由FOG節點(diǎn)將處理后的數據進(jìn)行聚合,進(jìn)而發(fā)送到云端,然后從云端再發(fā)送最終的指令經(jīng)由FOG到邊緣設備。未來(lái)邊緣設備的激增及添加人工智能(AI)進(jìn)行分析處理的特征,要求盡可能降低功耗和更智能。
AR0430/AR0431為IoT設計,可很好地應對這需求,僅需不到70 mW就能提供400萬(wàn)像素、30 fps輸出,其功率可擴展,在1fps時(shí)功耗不到8 mW。
安森美半導體目前正開(kāi)發(fā)下一代用于Edge AI的傳感器,含運動(dòng)檢測功能,可自動(dòng)喚醒,以卷簾快門(mén)的成本實(shí)現相當于全局快門(mén)的功能,幀速達250fps,功耗超低,在30fps輸出時(shí)為17 mW,1fps輸出時(shí)不到2.5 mW,尺寸小到可隱藏,還采用NIR+技術(shù),確保有效的夜間成像,典型應用是家中的監控攝像機。
Super Depth深度映射技術(shù)
智能機器人需要具有空間感,不能只是平面上的感知,還要感知周?chē)纳疃?。目前深度映射有立體視覺(jué)、結構光、飛行時(shí)間(TOF)、Super Depth和雷達五種技術(shù)。安森美半導體的Super Depth技術(shù)同步單個(gè)傳感器的深度及彩色圖像,無(wú)需任何補光,適用于服務(wù)機器人、家用機器人感知周?chē)纳疃取?/p>
SPAD 陣列 LiDAR / ToF 提供高精準深度
安森美半導體將把圖像傳感技術(shù)融合到LiDAR的開(kāi)發(fā)上,把激光雷達矩陣化,變成圖像。Pandion是安森美半導體新推出的單一光電雪崩二極管(SPAD)陣列LiDAR,具有上百萬(wàn)、上億的感光增益,是矩陣型的。固態(tài)光源Flash可感知三米內的深度,掃描式的波速控制 (Beam Steering),則能感知到100米左右的深度。因為它采用了矩陣型感光點(diǎn),形成400×100的矩陣。區別于傳統的點(diǎn)云(point cloud),Pandion已形成了圖像。0.1 lux的環(huán)境光肉眼幾乎看不到,但是通過(guò)Super Depth技術(shù)就可看到。
總結
安森美半導體是全球唯一一家提供全方位智能感知方案的供應商,包括超聲波、 成像、毫米波雷達、LiDAR和傳感器融合,是汽車(chē)自動(dòng)駕駛、工業(yè)機器視覺(jué)、Edge AI等至關(guān)重要領(lǐng)域成像方案的市場(chǎng)領(lǐng)袖,憑借技術(shù)領(lǐng)先、悠久的創(chuàng )新傳統和持續投入走在行業(yè)的前端,并積極開(kāi)發(fā)生態(tài)系統。同時(shí)深耕中國市場(chǎng),匯集專(zhuān)業(yè)技術(shù)和銷(xiāo)售人才服務(wù)客戶(hù)。
關(guān)于安森美半導體
安森美半導體(ON Semiconductor,美國納斯達克上市代號:ON)致力于推動(dòng)高能效電子的創(chuàng )新,使客戶(hù)能夠減少全球的能源使用。安森美半導體領(lǐng)先于供應基于半導體的方案,提供全面的高能效電源管理、模擬、傳感器、邏輯、時(shí)序、互通互聯(lián)、分立、系統單芯片(SoC)及定制器件陣容。公司的產(chǎn)品幫助工程師解決他們在汽車(chē)、通信、計算機、消費電子、工業(yè)、醫療、航空及國防應用的獨特設計挑戰。公司運營(yíng)敏銳、可靠、世界一流的供應鏈及品質(zhì)項目,一套強有力的守法和道德規范計劃,及在北美、歐洲和亞太地區之關(guān)鍵市場(chǎng)運營(yíng)包括制造廠(chǎng)、銷(xiāo)售辦事處及設計中心在內的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò )。