【導讀】先進駕駛輔助系統（ADAS）已經是許多新款汽車的標準配備，能夠提升行車安全以及便利性，ADAS必須采用高分辨率的圖像傳感器來拍攝車外與車內的圖像，來進行后續的判讀與動作，這使得高分辨率圖像傳感器成為ADAS的關鍵器件。本文將為您介紹ADAS的發展與趨勢，以及由安森美（onsemi）所推出的高分辨率圖像傳感器。
ADAS已經成為新款汽車的標準配備
以往ADAS是高階車款的基本或選用配備，但近年來隨著行車安全的意識抬頭，加上歐美等各國強制性法規推動，使新出廠的中低階車款也開始加入ADAS的功能。常見的駕駛輔助系統包括有車載導航系統、自適應巡航控制系統、車道偏離警示系統、自動變道系統、防撞警示系統、行人偵測等功能，某些更高級的系統更是朝向自動駕駛方向發展，期待未來能夠達到等級5的自動駕駛能力，駕駛者可以完全不用碰觸方向盤（甚至車上不配置方向盤），車輛能夠自行駕駛，載送人員或貨物到指定的目的地。
ADAS能夠運作，除了背后的人工智能系統在執行數據的判讀與動作之外，其前端的數據采集便顯得更為重要，畢竟沒有精準的車況數據，是無法使ADAS正常工作的。車況數據采集的方式主要包括圖像傳感器、毫米波雷達、激光雷達等技術，其中圖像傳感器是目前最普遍、成本相對較低的技術。
ADAS所使用的圖像傳感器必須擁有高分辨率，如此才能提升系統對于圖像的判讀能力，此外，也必須擁有高動態范圍（HDR）功能，才能夠在強光或弱光的環境下，都能夠擁有最佳的圖像質量，以因應多變的汽車駕駛環境與路況。
HDR技術可實現更清晰的圖像
所謂的HDR技術，是指在電腦圖學與電影攝影術中，用來實現比普通數字圖像技術更大曝光動態范圍（即更大的明暗差別）的一種技術。高動態范圍成像的目的，就是要正確地顯示出真實世界中，從太陽光直射的最亮區域到最暗的陰影這樣大的范圍亮度中，都能夠呈現出清晰的圖像。
以往高動態范圍成像最初只用于純粹由電腦生成的圖像，之后又開發出一些從不同曝光范圍相片中生成高動態范圍圖像的方法，像是重復曝光的圖像合成技術，通過向上與向下調整曝光量來取得不同曝光量的圖像，然后從連續圖像中各自取得較為清晰的部分圖像，再將這些部分圖像加以合成，以取得最完整、最清晰的高動態范圍圖像。
這種HDR技術以往是通過后端的DSP或微處理器來執行圖像合成工作，如今像是安森美所推出高分辨率圖像傳感器，則支持傳感器內（On-Sensor）HDR功能，可以減輕后端處理器的工作負擔，也可以提升處理的速度與效率。
完整的產品線滿足多樣化應用需求
安森美擁有廣泛的圖像傳感器產品組合，分辨率涵蓋從30萬到1000萬像素，幀率可從4 fps到815 fps，產品種類相當眾多，可為攝像機制造商提供多樣化的選擇，以滿足從可穿戴設備和消費電子產品，以及到嚴苛的工業和汽車應用的所有可能終端應用的要求。安森美的圖像傳感器可實現配置的靈活性，并結合了最佳性能特征，例如高速、高靈敏度和高圖像質量，以滿足特定的應用要求。安森美還為現有客戶提供了一種簡單的升級途徑，并允許制造商利用單一攝像機設計來支持多種產品，從而加快上市時間。
以汽車ADAS應用為例，圖像傳感器必須擁有高分辨率，以及許多專門支持ADAS的功能，包括具有靈活曝光比控制的高級HDR功能，可配置的ASIL-B支持、黑電平控制、多功能系統的幀到幀上下文切換，以及多相機同步等功能，將可協助那些致力于實現最佳性能的汽車開發人員，快速開發出適用于高級和完全集成的駕駛輔助系統。
專為ADAS應用設計的數字圖像傳感器
安森美推出的AR0820AT是一款1/2英寸CMOS數字圖像傳感器，帶有3848 H x 2168 V有效像素陣列，擁有830萬像素的高分辨率，這款先進的汽車傳感器能在線性或高動態模式下捕捉圖像，且帶有卷簾快門讀取能力。AR0820AT適用于低亮度和具有挑戰性的高動態范圍場景性能，帶有2.1 μm DR?Pix汽車級背照式（BSI）像素和傳感器上140 dB HDR捕捉功能。
AR0820AT圖像傳感器包含了多種先進功能，如像素內裝倉、開窗，以及視頻和單幀模式，可提供靈活的興趣區（ROI）和特定的分辨率，能夠增強極低亮度條件下的性能。AR0820AT上的復雜傳感器故障檢測功能和嵌入式數據實現了攝像頭ASIL-B合規性。此器件可通過一個簡單的兩線串行接口進行編程，支持MIPI輸出接口。
AR0820AT圖像傳感器具有靈活曝光比控制的高級On-Sensor HDR重建功能，支持3840 x 2160的快速全分辨率視頻捕捉，在3次曝光HDR中高達40 fps，在4次曝光HDR中高達30 fps，支持線路交錯T1/T2/T3/T4輸出，以及ASIL-B合規性的傳感器故障檢測，可進行2 x 2像素內合并模式和顏色合并模式，擁有1.8 Gbps/每通道，4通道MIPI CSI-2數據接口，以及可選擇的自動或用戶控制的黑電平控制，可在多達4個上下文之間進行幀到幀切換，以啟用多功能系統，支持多相機同步，提供多種色彩濾波矩陣（CFA）選項，包括RGB、RCCC、RCCB，且是無鉛器件。
AR0820AT圖像傳感器主要應用于前視攝像頭（ADAS）與自動駕駛（AD）領域，終端產品包括前視ADAS、環繞感應攝像頭、車廂內攝像、機器人出租車、機器人送貨、自動駕駛卡車等產品，可符合這些先進應用的各種需求。
安森美并推出AR0820AT-iBGA95評估板，該評估板旨在展示安森美圖像傳感器產品的功能。該頭板可直接插入Demo3系統，板上的測試點和跳線可提供對時鐘、I/O和其他雜項信號的訪問。
AR0820AT-iBGA95評估板支持時鐘輸入，內置27 MHz晶體振蕩器，以及可選的Demo3控制MClk，具有兩線串行接口與可選基地址，提供4通道MIPI接口，并符合ROHS規范。
結語
ADAS已經成為許多新款汽車的標準配備，目前正處于市場快速發展的階段，圖像辨識技術將有助于增加ADAS應用與價值，目前的技術應用仍以駕駛輔助為主，可避免事故的發生并減少碰撞，隨著技術的持續提升，未來可望發展出更多的ADAS應用，并切入自動駕駛領域，前景與商機極其看好。安森美的圖像傳感器是針對ADAS應用所設計，將可減輕ADAS研發人員的負擔，值得您進一步了解與采用。
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