影像感测器提升汽车安全

风玻璃上。在后视镜/侧视镜替代方案方面，可使用摄影机在汽车显示器上即时显示后方/侧方的状况。至于安全气囊配置，摄影机可以检测方向盘后驾驶者的準确位置，万一发生碰撞，安全气囊可以精确配置来保护驾驶者的要害部位。这些新功能的一个实际例子就是雪佛兰(Chevrolet)的2015款 Corvette，其带有用于性能资料记录仪的摄影机，按照驾驶者的视角安装在顶蓬装饰中，并将资料记录在SD卡，通过遥测硬体和软体来测量速度、制动G 力(G-force)。

.雷达感测技术

由于成本下降，越来越多雷达系统被用于汽车应用中，尤其在短程和远端检测和识别中更为明显。远端雷达系统通常安装在汽车的前部，用于前视应用，比如自我调整导航控制、制动辅助和碰撞警报。奥迪(Audi)的Pre Sense Front Plus是远端雷达系统实例，设计用于帮助避免或减少碰撞前方车辆后部的事故，无论前方车辆是移动中还是静止的。短程雷达系统包括盲点检测、侧碰警报、两侧来车警告系统(Cross-traffic Alert)和车道变换支援。克莱斯勒(Chrysler)的Cross Path Detection System包括外侧视镜中的视觉指示器。福特(Ford)的系统称为Cross Traffic Alert，是外侧视镜报警指示器。

近期的技术发展推动是将无线连接增加到车辆中。这种设计的优势之一是采用无线区域网路(Wi-Fi)和全球卫星定位系统(GPS)讯号组合，车辆可以与其他车辆(V2V)或道路基础设施(V2I)进行通讯。

这方面的实例就是在一列车辆中，当前面一部汽车开始煞车，后面的所有车辆都接收到讯号并相应地修改速度和距离。在车辆对基础设施通讯实例中，汽车可以变成一个热点，并用无线电接收任何建基于位置的服务资讯。联网汽车还可以与自动驾驶联合工作。美国国家公路交通安全管理局(National Highway Transportation Safety Administration， NHTSA)最近宣布，鑑于美国联网车辆具有「极佳的安全效益」，他们正提议在10年内强制在新汽车中使用某些技术。该公告给制造商发出讯息，那就是车联网的车辆代表了汽车安全的下一阶段发展趋势。

ADAS应用热潮驱动　影像感测技术受瞩目

到目前为止，本文已经探讨了许多新的汽车技术。在所有这些技术中，以影像为基础的系统是最突出的。随着摄影机成本下降、摄像感测器的性能提升和智慧视觉演算法的发展，在不久将来，至少八到十个摄影机将在后视/环视和夜视摄影机、先进驾驶辅助系统(ADAS)、视镜替代和行车记录仪、驾驶/车辆介面等应用中使用。不久将来，正如手机一样，由于摄影机可提供的安全性和便利，当消费者决定购买汽车时，摄影机将成为汽车的关键差异化因素。根据产业的调查研究，到 2020年摄影机出货量将上升到超过二亿部。汽车摄影机应用的关键成长因素将会是ADAS，2014年欧洲NCAP开始推动这项安全要求，而从2018年开始，美国将强制实施后视(Review-view)摄影机。另外，环视摄影机应用和停车辅助也将在这段预测期间快速成长。

与手机用摄影机不同，汽车用摄影机的要求更严格，尤其在低照度下的性能、动态范围、近红外线(NIR)敏感性、在摄氏-40到+105℃宽温度范围下的图像品质、长期可靠性、图像资料完整性和稳健性等方面。另外，所有出货给汽车应用的图像感测器都要求符合AEC-Q100以及在ISO/TS 16949认证的设施中生产。如果在广泛的品质/可靠度性能方面没有大量的研发和投入，就很难为汽车视像系统设计和制造图像感测器。随着安全应用中智慧设计的增加，例如ADAS，图像感测器的性能也须要相应地提高。以下是在图像感测器技术方面的某些关键进展，可满足当前和未来汽车视像系统的需求。图1说明了图像品质的重要性。

图1　图像品质的重要性

.低照度功能

对于汽车应用来说，低照度下的性能非常重要。例如，在后视摄影机中，有时仅有的光源来自汽车的倒车灯。为了看到21公尺长(70英尺)和6公尺宽(20英尺)的汽车后部区域，须要安装具有非常好图像感测器的摄影机，以便在低于1勒克斯(Lux)的环境中进行查看。为创建此类低感光感测器，DR- PIX技术利用了动态响应像素，在一个像素的设计中结合了两种工作模式：低转换增益模式和高转换增益模式。低转换增益模式用于明亮场景中的大电荷处理能力;而高转换增益模式则用于低光场景中增加感光度并降低读取杂讯。这样，在所有照明条件下，感测器都提供了所具有的最佳杂讯性能。

.动态范围

在实际驾驶情况下，常常会遭遇很有挑战性的高反差背光条件。如果有太亮的光，部分图像可能发白或出现斑点。

更糟的是，如果场景既有非常明亮的区域，也有非常暗的区域，普通摄影机将很难準确地捕捉整个场景，这样的