Pokročilé systémy vozidel upozorňují řidiče v situacích, kde je zvýšené riziko nehody. To je například detekce objektů v blízkosti vozidla, detekci aut v mrtvém úhlu, vyjetí z jízdního pruhu nebo udržování rychlosti. Některé systémy jsou na bázi radarů a některé jsou založeny na automobilových obrazových snímačích. Mnoho, ne-li většina systémů ADAS používá obrazové snímače vyvinuté společností onsemi.
Rozlišení obrazu je jedním z nejdůležitějších parametrů, které nám dává informaci o kvalitě obrazového snímače. Vyšší rozlišení znamená ostřejší hrany a jemnější detaily. Když se objevily první VGA senzory, jejich rozlišení bylo pouze 0,3 MP (640 H x 480 V). V té době to bylo něco převratného. Rozměr pixelu se pohyboval od 5,6 do 6 µm. Velikost pixelu je dalším faktorem při výběru snímače. Velikost pixelu je vždy kompromisem mezi rychlostí, citlivostí a kvalitou obrazu. Větší pixely mají větší plochu pro zachycení dostupného světla, ale to neznamená, že vždy vedou k lepší kvalitě obrazu. Snímač s menšími pixely může překonat snímač s většími pixely pokrývajícími stejnou optickou plochu. Rodina Hyperlux je příkladem 2,1 µm pixelového snímače, který překonává hranici 3 µm v typických automobilových podmínkách. Během dvou desetiletí se velikost pixelu zmenšila z 6 µm na současných 2,1 µm a zároveň se zlepšil výkon.
Porovnání expozičních technik
Existuji dvě metody expozičních technik. Split-pixel a Multi-pixel expozice. Kde plocha snímače vyhrazená pro jeden pixel je rozdělena na dvě části (několik velkých a malých sub-pixelů) se nazývá technika split-pixel. Větší fotodioda pokrývá většinu plochy a menší fotodioda využívá zbytek. Tato metoda bohužel přináší i zhoršení kvality obrazu, vyšší tmavý šum a snížený výkon zejména při vyšších teplotách.
Tyto nedostatky řeší superexpozice neboli Mult-Pixel expozice, kdy k pixelu přidáme oblast, kde může přetékat velký signál nebo náboj. Tuto metodu si můžeme představit jako použití kbelíku na zachycování dešťových kapek, ale máme k dispozici bazén, kdyby došlo k přetečení kbelíku. „Kbelík“ je snadno měřitelný s velmi vysokou přesností, takže dosahujeme vynikajícího výkonu při slabém osvětlení. Přepadová nádrž obsahuje vše, co přeteklo, čímž se rozšiřuje dynamický rozsah a schopnost zachytit jasné objekty a scény ve skutečných barvách. Celá plocha pixelu se tedy používá i za slabého osvětlení. Výsledkem je, že tato technika poskytuje lepší kvalitu obrazu napříč scénami s vysokým dynamickým rozsahem. Pro automobilové aplikace je snímač schopen zachytit blikající LED světla a nápisy se všemi barvami a detaily.
HDR – High Dynamic Range
High Dynamic Range neboli vysoký dynamický rozsah zkráceně HDR, je technologie, která umožňuje rozšířenou reprodukci detailů v tmavých i světlých částech snímané scény zároveň. Situace, kdy dochází k velmi velkým kontrastům, je například zapadající slunce nebo výjezd z tunelu. Bez HDR zpracování budou na snímku dominovat jen nejtmavší a nejjasnější části, zbytek bude nečitelný. S technologií HDR budou dobře viditelné všechny detaily a obraz se bude přibližovat tomu, co bychom ve skutečnosti viděli, kdybychom na daném místě opravdu stáli. V praxi se HDR projevuje lepším kontrastem scény, výrazně prokreslenějšími barevnými odstíny a větší hloubkou obrazu. Scény působí živějším dojmem a více odpovídají realitě, protože oko si dovede s výrazně kontrastními scenériemi poradit lépe než optické přístroje.
Dynamický rozsah je poměr mezi nejjasnějším a nejtmavším místem na scéně. Rodina obrazových snímačů Hayabusa byla první, která dosáhla dynamického rozsahu 120 dB HDR LFM (LED flicker mitigation). Nedávno byla uvedena rodina obrazových snímačů Hyperlux, která rozšíření rozsahu až 150 dB HDR LFM a vylepšenou kvalitu obrazu.
Řady obrazových snímačů Onsemi
AR0820AT je první 8,3 MP (3840 V x 2160 V) obrazový snímač určený pro automobilový trh. Vysoké rozlišení umožňuje lepší detekci objektů v jediné kameře. Vzhledem k tomu, že stále více aplikací v automobilovém průmyslu vyžaduje vyšší objemy obrazových dat, aby pomohly učinit kritická rozhodnutí z hlediska bezpečnosti, můžeme brzy vidět další snímače s ještě vyšším rozlišením. AR0823AT 8,3 MP a AR0341AT 3 MP jsou prvními, které využívají technologii Hyperlux. Díky technologii HDR poskytuje Hyperlux obraz s živými barvami, ostrostí a vysokými detaily, které poskytují základy pro vyšší bezpečností. Dále díky velmi předvídatelnému chování, které se nemění s teplotou nebo světelnými podmínkami, snímače Hyperlux vidí mnohem lépe i v těch nejnáročnějších situacích a podmínkách viz obrázek níže.
Automobilové kamerové systémy jsou zásadním prvkem bezpečnosti, protože jsou jedinou snímací technologií, která dokáže identifikovat barvu, tvar a velikost objektů na silnici. Díky špičkovému výkonu a funkcím jsou snímače Hyperlux připraveny zlepšit metriky bezpečnosti a umožnit autonomní jízdu vyšší rychlostí se sníženými náklady na vývoj systému. To pomohlo výrobcům OEM převést starší systémy vozidel fungující na úrovni 2 na úroveň 2+ a 3 automatizace řízení. Mnoho výrobců OEM a Tier 1 zvolilo Onsemi obrazové snímače pro své návrhy kamer ADAS.
Zjistěte více o řadě obrazových snímačů Hyperlux.
