車載攝像安裝率顯著增長(zhǎng)，ADAS系統(tǒng)成市場(chǎng)焦點(diǎn) - 全文

　　高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱ADAS系統(tǒng)）是最近幾年汽車電子市場(chǎng)開發(fā)的熱點(diǎn)之一，也是主動(dòng)安全領(lǐng)域的后起之秀，借助先進(jìn)的雷達(dá)、攝像、數(shù)字信號(hào)處理等技術(shù)，ADAS系統(tǒng)可協(xié)助提升駕駛員的環(huán)境觀察能力，也帶來了更為強(qiáng)大的預(yù)處理和預(yù)報(bào)警功能。據(jù)稱，美國(guó)國(guó)家公路交通安全管理局 （NHTSA）擬定強(qiáng)制要求在2014年前將在所有出廠新車上安裝后視攝像系統(tǒng)，預(yù)計(jì)裝車量約為1,660萬輛，這使得ADAS系統(tǒng)應(yīng)用再次成為了市場(chǎng)關(guān)注的焦點(diǎn)。

　　羅姆（ROHM）中國(guó)技術(shù)中心總經(jīng)理李駿

　　盡管ADAS系統(tǒng)目前在全球范圍內(nèi)的普及率還較低（僅為5%左右），但在高端汽車市場(chǎng)上（價(jià)格在5萬歐元以上的汽車），ADAS系統(tǒng)在近年來的裝車率卻呈現(xiàn)出迅猛增長(zhǎng)的勢(shì)頭（高端汽車市場(chǎng)本身的增長(zhǎng)速度也一直比中/低端汽車市場(chǎng)高得多）。在這類市場(chǎng)中，采用激光或雷達(dá)技術(shù)的自適應(yīng)巡航控制ACC、基于雷達(dá)的緊急剎車輔助系統(tǒng)EBA、24GHz盲點(diǎn)檢測(cè)系統(tǒng)BSD、倒車攝像輔助系統(tǒng)等均得到了較為普遍的應(yīng)用，而多攝像機(jī)環(huán)視系統(tǒng)等作為一些新的應(yīng)用類型正處于市場(chǎng)推廣的階段，ADAS系統(tǒng)未來發(fā)展的總體目標(biāo)將是在視覺、雷達(dá)、超聲波等不同類型的傳感器之間實(shí)現(xiàn)真正的融合與交互，為車輛駕駛者提供全方位的主動(dòng)式安全服務(wù)。

　　羅姆（ROHM）中國(guó)技術(shù)中心總經(jīng)理李駿表示，在技術(shù)創(chuàng)新和與市場(chǎng)需求的雙重推動(dòng)下，汽車主動(dòng)安全系統(tǒng)的發(fā)展將體現(xiàn)在智能化和交互化兩個(gè)方面。在智能化方面，各種類型傳感器的使用令汽車在各個(gè)部位都可以為乘客提供安全服務(wù)；而在交互化方面，利用攝像機(jī)和圖形處理技術(shù)來識(shí)別障礙物，加上主動(dòng)防撞、自動(dòng)巡航、白線識(shí)別等各種預(yù)警裝置的啟用，將會(huì)給駕駛員帶來豐富的路況及交通信息，為安全行車增加了保障。

　　視覺應(yīng)用走向多技術(shù)融合

　　基于視覺的主動(dòng)安全技術(shù)可以為駕駛者提供更直觀、友好的警示，目前應(yīng)用得較多的是通過前視、后視、車身四周等多個(gè)角度的攝像頭，來拼接成一個(gè)全景圖像，為駕駛員在后退倒車、前區(qū)探測(cè)時(shí)提供視覺盲區(qū)的實(shí)景圖像信息，起到輔助駕駛的作用，這種方案的實(shí)現(xiàn)成本較低，技術(shù)也較成熟。而在最新的汽車攝像系統(tǒng)的應(yīng)用中，要求它們不僅要能夠觀測(cè)到圖像，而且還要能夠?qū)碜詳z像頭的數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析處理，幫助駕駛員做出更為精準(zhǔn)的判斷，并且與雷達(dá)、超聲波等其它種類的汽車傳感器一起，提供更為先進(jìn)的預(yù)警功能。

　　汽車攝像系統(tǒng)未來發(fā)展趨勢(shì)，Source：Aptina公司

　　“例如，基于攝像頭的LDW車道偏離預(yù)警系統(tǒng)使用安裝在后視鏡后面的小型攝像頭來檢測(cè)道路上的車道標(biāo)志，一旦車輛駛離車道（未使用轉(zhuǎn)向信號(hào)），則發(fā)出預(yù)警，如方向盤振動(dòng)、儀表盤上的指示燈亮起，或類似蜂鳴器的報(bào)警，以提醒駕駛員糾正他們的路線?；蚴遣捎美走_(dá)和攝像頭技術(shù)相組合的方式，根據(jù)來自攝像頭的信息與車輛橫向速度，來確定車輛是否偏離車道，若偏離車道，則向駕駛員報(bào)警?！盇ptina公司策略市場(chǎng)部Narayan Purohit表示道。

　　要實(shí)現(xiàn)更高級(jí)別的安全保護(hù)，也要求ADAS攝像頭必須要具備更優(yōu)質(zhì)的視頻處理和圖像處理這兩項(xiàng)功能，視頻處理是對(duì)攝像頭的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，供駕駛員觀看；而圖像處理則是從視頻流中提取有效的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)等信息進(jìn)行應(yīng)用分析。

　　在視頻處理方面，針對(duì)車輛行駛的各種復(fù)雜戶外環(huán)境（如日光干擾、樹蔭遮蔽、順/逆光、天氣等），為了保證成像品質(zhì)，羅姆多年前推出的視頻編碼器 BU6521KV在業(yè)界取得了不錯(cuò)口碑與量產(chǎn)實(shí)績(jī)，其將內(nèi)置AIE功能（采用硬件進(jìn)行圖像處理的技術(shù)）的數(shù)字視頻解碼器加入了去霧圖像補(bǔ)正的功能，能夠?qū)ъF的圖像補(bǔ)正至近似晴天的圖像，使物體和文字清晰顯示，還可以修正逆光和低光亮度圖像，提高了多種環(huán)境下的圖像視覺辨識(shí)能力，從而保障行車安全。另外，羅姆旗下LAPIS Semiconductor推出的針對(duì)車載監(jiān)控和導(dǎo)航的視頻解碼芯片“ML86V76652”，在視頻解碼的同時(shí)還可以靈活地在LCD上添加各種符號(hào)與標(biāo)識(shí)，為司機(jī)提供更加智能化的信息。

　　而在圖像處理方面，飛思卡爾半導(dǎo)體面向駕駛輔助系統(tǒng)市場(chǎng)新開發(fā)的圖像識(shí)別處理器 （ICPs）——SCP2200系列，采用專業(yè)圖像識(shí)別處理器開發(fā)廠商CogniVue開發(fā)的APEX IP技術(shù)，可在并行圖像處理架構(gòu)中同時(shí)處理圖像數(shù)據(jù)，以較低的時(shí)鐘頻率實(shí)現(xiàn)高性能的圖像數(shù)據(jù)處理，并通過集成高密度內(nèi)存大幅降低物料成本，使攝像機(jī)更微型化，適應(yīng)于汽車攝像機(jī)智能化應(yīng)用的需求。

　　作為傳感器和SoC系統(tǒng)級(jí)芯片的領(lǐng)先供應(yīng)商，Aptina則提供的是一套傳感器、圖像協(xié)處理器各自獨(dú)立的雙芯片解決方案，來適應(yīng)雙數(shù)據(jù)流的應(yīng)用模式，一方面可以在攝像頭模塊中提供局部圖像處理功能，用于觀察應(yīng)用，如支持后視或環(huán)視，而另一方面也同時(shí)在電子控制單元ECU中執(zhí)行進(jìn)一步的分析處理。

　　除此之外，提高視頻圖像智能分析的精確度和可靠性也是目前在開發(fā)上的一個(gè)重點(diǎn)，其中的一種解決方案是在原來二維（2D）視覺系統(tǒng)的基礎(chǔ)上體現(xiàn)出更為詳細(xì)的三維（3D）信息，由此來判斷前方物體是人或是車、目標(biāo)物體的距離、行駛的速度等。例如，富士通半導(dǎo)體開發(fā)的三維環(huán)視系統(tǒng)（OmniView system），通過4個(gè)攝像頭的視頻輸入拼接成一個(gè)三維（傳統(tǒng)方案為二維）的視覺場(chǎng)，從而有效地避免基于二維的俯視系統(tǒng)可能導(dǎo)致的誤判斷。目前一些國(guó)際車廠正努力推動(dòng)這類三維攝像系統(tǒng)走向市場(chǎng)化、商用化。

　　北京航天新興科技開發(fā)有限責(zé)任公司副總經(jīng)理李方年

　　采用新型的光學(xué)傳感芯片系統(tǒng)則是另一種解決方案。北京航天新興科技開發(fā)有限責(zé)任公司利用CCD與CMOS相結(jié)合的工藝技術(shù)，開發(fā)出的EPC6XX片上TOF 成像芯片是第二代3D TOF攝像芯片，具有全集成的3D測(cè)量能力，不僅測(cè)量距離可達(dá)15米，并且具有高靈敏度及1CM左右的精度，高達(dá)100KLUX的優(yōu)良環(huán)境光線抑制能力。該芯片采用CSP封裝，整個(gè)芯片面積為2.55×2.55mm，整體功耗小于300mw，除了具有TOF測(cè)距功能外，還最大化集成了客戶所需的其它功能模塊，內(nèi)部同時(shí)集成高功率的LED驅(qū)動(dòng)，以及環(huán)境光檢測(cè)、溫度檢測(cè)等模塊，所有測(cè)量的數(shù)據(jù)只需要通過IIC接口或者SPI接口便可獲得。

　　該公司副總經(jīng)理李方年介紹道，這款TOF成像芯片主要應(yīng)用于汽車防碰撞預(yù)警系統(tǒng)（AWS），通過更精確的3D圖像數(shù)據(jù)采集和距離測(cè)量，利用鏡頭檢測(cè)前方道路環(huán)境，車輛探測(cè)機(jī)車距情況，可及時(shí)發(fā)出聲音和視覺警報(bào)，最大程度地避免車道偏離和追尾事故。另外，該芯片還可以應(yīng)用于汽車安全氣囊，發(fā)生交通事故時(shí)，通過座位前方鏡頭可以更精確地測(cè)量和乘客的距離以及分析乘客當(dāng)時(shí)的狀態(tài)，調(diào)節(jié)安全氣囊彈出的力度和方向，避免氣囊彈出時(shí)力度過大或方向誤差給乘客造成的傷害，目前這些應(yīng)用已在國(guó)外車廠生產(chǎn)中被逐步采用。

　　77GHz高頻雷達(dá)應(yīng)用上升

　　除了攝像系統(tǒng)之外，雷達(dá)技術(shù)在ADAS系統(tǒng)中的應(yīng)用也同樣重要。由于采用了低成本元件，且24GHz寬帶頻段在一些國(guó)家被暫時(shí)允許用于汽車傳感領(lǐng)域，因此之前汽車?yán)走_(dá)傳感器的頻率多是24GHz，隨著目前全球大多數(shù)國(guó)家將 77GHz寬帶分配給汽車?yán)走_(dá)應(yīng)用，使得汽車?yán)走_(dá)傳感器的頻率正逐漸從24GHz提高到77GHz，而更高的帶寬和頻率也有助于提升ADAS系統(tǒng)更加準(zhǔn)確、快速的偵測(cè)能力（例如行人偵測(cè)等）。

　　基于77GHz雷達(dá)系統(tǒng)的自適應(yīng)巡航控制、預(yù)碰撞防護(hù)和碰撞預(yù)警系統(tǒng)（配備或不配備自動(dòng)轉(zhuǎn)向和制動(dòng)干預(yù)）可以根據(jù)已檢測(cè)和跟蹤的對(duì)象，判斷車輛前面的路況，并自動(dòng)調(diào)整車速；或是在即將發(fā)生碰撞的情況下，啟動(dòng)緊急制動(dòng)干預(yù)，避免事故發(fā)生。目前，英飛凌、飛思卡爾等廠商紛紛開發(fā)出了全新半導(dǎo)體工藝、適用于ADAS系統(tǒng)的77GHz雷達(dá)芯片；飛思卡爾的77GHz高速雷達(dá)，結(jié)合基于Power Architecture架構(gòu)的MCU，可為業(yè)界提供更高頻率的汽車主動(dòng)安全解決方案。

　　羅杰斯公司亞洲區(qū)市場(chǎng)副總裁劉建軍（左）與羅杰斯公司先進(jìn)線路板材料事業(yè)部亞洲區(qū)市場(chǎng)經(jīng)理?xiàng)铎?/p>

　　高頻應(yīng)用同時(shí)也對(duì)基礎(chǔ)通訊印刷板材帶來了新的應(yīng)用需求，羅杰斯（Rogers）公司亞洲區(qū)市場(chǎng)副總裁劉建軍表示，雷達(dá)傳感器通常會(huì)在高頻而惡劣的環(huán)境下工作，使得汽車?yán)走_(dá)PCB板中的電介質(zhì)材料很容易加速老化，進(jìn)而氧化，導(dǎo)致電介質(zhì)材料特性會(huì)隨時(shí)間產(chǎn)生變化，這些令到基于雷達(dá)技術(shù)的汽車安全系統(tǒng)需要使用到符合汽車級(jí)可靠性的高頻PCB材料。

　　為此，羅杰斯推出了面向汽車市場(chǎng)的RO4350B/RO4835和RO3003高頻板材，主要應(yīng)用于汽車防撞系統(tǒng)和其它的ADAS系統(tǒng)中（如24GHz或77GHz雷達(dá)）。其中，RO4835系列PCB板材為那些需要長(zhǎng)時(shí)間在高溫下工作的電路提供了較高的電氣穩(wěn)定性，并保留了熱固性FR-4加工材料的成本優(yōu)勢(shì)，電介質(zhì)氧化速度得到大幅改善，保證了產(chǎn)品的整體穩(wěn)定可靠性。