车载摄像安装率显著增长，ADAS系统成市场焦点 - 全文

　　高级驾驶员辅助系统（以下简称ADAS系统）是最近几年汽车电子市场开发的热点之一，也是主动安全领域的后起之秀，借助先进的雷达、摄像、数字信号处理等技术，ADAS系统可协助提升驾驶员的环境观察能力，也带来了更为强大的预处理和预报警功能。据称，美国国家公路交通安全管理局 （NHTSA）拟定强制要求在2014年前将在所有出厂新车上安装后视摄像系统，预计装车量约为1,660万辆，这使得ADAS系统应用再次成为了市场关注的焦点。

　　

　　罗姆（ROHM）中国技术中心总经理李骏

　　尽管ADAS系统目前在全球范围内的普及率还较低（仅为5%左右），但在高端汽车市场上（价格在5万欧元以上的汽车），ADAS系统在近年来的装车率却呈现出迅猛增长的势头（高端汽车市场本身的增长速度也一直比中/低端汽车市场高得多）。在这类市场中，采用激光或雷达技术的自适应巡航控制ACC、基于雷达的紧急刹车辅助系统EBA、24GHz盲点检测系统BSD、倒车摄像辅助系统等均得到了较为普遍的应用，而多摄像机环视系统等作为一些新的应用类型正处于市场推广的阶段，ADAS系统未来发展的总体目标将是在视觉、雷达、超声波等不同类型的传感器之间实现真正的融合与交互，为车辆驾驶者提供全方位的主动式安全服务。

　　罗姆（ROHM）中国技术中心总经理李骏表示，在技术创新和与市场需求的双重推动下，汽车主动安全系统的发展将体现在智能化和交互化两个方面。在智能化方面，各种类型传感器的使用令汽车在各个部位都可以为乘客提供安全服务；而在交互化方面，利用摄像机和图形处理技术来识别障碍物，加上主动防撞、自动巡航、白线识别等各种预警装置的启用，将会给驾驶员带来丰富的路况及交通信息，为安全行车增加了保障。

　　视觉应用走向多技术融合

　　基于视觉的主动安全技术可以为驾驶者提供更直观、友好的警示，目前应用得较多的是通过前视、后视、车身四周等多个角度的摄像头，来拼接成一个全景图像，为驾驶员在后退倒车、前区探测时提供视觉盲区的实景图像信息，起到辅助驾驶的作用，这种方案的实现成本较低，技术也较成熟。而在最新的汽车摄像系统的应用中，要求它们不仅要能够观测到图像，而且还要能够对来自摄像头的数据进行智能分析处理，帮助驾驶员做出更为精准的判断，并且与雷达、超声波等其它种类的汽车传感器一起，提供更为先进的预警功能。

　　

　　汽车摄像系统未来发展趋势，Source：Aptina公司

　　“例如，基于摄像头的LDW车道偏离预警系统使用安装在后视镜后面的小型摄像头来检测道路上的车道标志，一旦车辆驶离车道（未使用转向信号），则发出预警，如方向盘振动、仪表盘上的指示灯亮起，或类似蜂鸣器的报警，以提醒驾驶员纠正他们的路线。或是采用雷达和摄像头技术相组合的方式，根据来自摄像头的信息与车辆横向速度，来确定车辆是否偏离车道，若偏离车道，则向驾驶员报警。”Aptina公司策略市场部Narayan Purohit表示道。

　　要实现更高级别的安全保护，也要求ADAS摄像头必须要具备更优质的视频处理和图像处理这两项功能，视频处理是对摄像头的原始数据进行适当的处理，供驾驶员观看；而图像处理则是从视频流中提取有效的目标运动等信息进行应用分析。

　　在视频处理方面，针对车辆行驶的各种复杂户外环境（如日光干扰、树荫遮蔽、顺/逆光、天气等），为了保证成像品质，罗姆多年前推出的视频编码器 BU6521KV在业界取得了不错口碑与量产实绩，其将内置AIE功能（采用硬件进行图像处理的技术）的数字视频解码器加入了去雾图像补正的功能，能够将带雾的图像补正至近似晴天的图像，使物体和文字清晰显示，还可以修正逆光和低光亮度图像，提高了多种环境下的图像视觉辨识能力，从而保障行车安全。另外，罗姆旗下LAPIS Semiconductor推出的针对车载监控和导航的视频解码芯片“ML86V76652”，在视频解码的同时还可以灵活地在LCD上添加各种符号与标识，为司机提供更加智能化的信息。

　　而在图像处理方面，飞思卡尔半导体面向驾驶辅助系统市场新开发的图像识别处理器 （ICPs）——SCP2200系列，采用专业图像识别处理器开发厂商CogniVue开发的APEX IP技术，可在并行图像处理架构中同时处理图像数据，以较低的时钟频率实现高性能的图像数据处理，并通过集成高密度内存大幅降低物料成本，使摄像机更微型化，适应于汽车摄像机智能化应用的需求。

　　作为传感器和SoC系统级芯片的领先供应商，Aptina则提供的是一套传感器、图像协处理器各自独立的双芯片解决方案，来适应双数据流的应用模式，一方面可以在摄像头模块中提供局部图像处理功能，用于观察应用，如支持后视或环视，而另一方面也同时在电子控制单元ECU中执行进一步的分析处理。

　　除此之外，提高视频图像智能分析的精确度和可靠性也是目前在开发上的一个重点，其中的一种解决方案是在原来二维（2D）视觉系统的基础上体现出更为详细的三维（3D）信息，由此来判断前方物体是人或是车、目标物体的距离、行驶的速度等。例如，富士通半导体开发的三维环视系统（OmniView system），通过4个摄像头的视频输入拼接成一个三维（传统方案为二维）的视觉场，从而有效地避免基于二维的俯视系统可能导致的误判断。目前一些国际车厂正努力推动这类三维摄像系统走向市场化、商用化。

　　

　　北京航天新兴科技开发有限责任公司副总经理李方年

　　采用新型的光学传感芯片系统则是另一种解决方案。北京航天新兴科技开发有限责任公司利用CCD与CMOS相结合的工艺技术，开发出的EPC6XX片上TOF 成像芯片是第二代3D TOF摄像芯片，具有全集成的3D测量能力，不仅测量距离可达15米，并且具有高灵敏度及1CM左右的精度，高达100KLUX的优良环境光线抑制能力。该芯片采用CSP封装，整个芯片面积为2.55×2.55mm，整体功耗小于300mw，除了具有TOF测距功能外，还最大化集成了客户所需的其它功能模块，内部同时集成高功率的LED驱动，以及环境光检测、温度检测等模块，所有测量的数据只需要通过IIC接口或者SPI接口便可获得。

　　该公司副总经理李方年介绍道，这款TOF成像芯片主要应用于汽车防碰撞预警系统（AWS），通过更精确的3D图像数据采集和距离测量，利用镜头检测前方道路环境，车辆探测机车距情况，可及时发出声音和视觉警报，最大程度地避免车道偏离和追尾事故。另外，该芯片还可以应用于汽车安全气囊，发生交通事故时，通过座位前方镜头可以更精确地测量和乘客的距离以及分析乘客当时的状态，调节安全气囊弹出的力度和方向，避免气囊弹出时力度过大或方向误差给乘客造成的伤害，目前这些应用已在国外车厂生产中被逐步采用。

　　77GHz高频雷达应用上升

　　除了摄像系统之外，雷达技术在ADAS系统中的应用也同样重要。由于采用了低成本元件，且24GHz宽带频段在一些国家被暂时允许用于汽车传感领域，因此之前汽车雷达传感器的频率多是24GHz，随着目前全球大多数国家将 77GHz宽带分配给汽车雷达应用，使得汽车雷达传感器的频率正逐渐从24GHz提高到77GHz，而更高的带宽和频率也有助于提升ADAS系统更加准确、快速的侦测能力（例如行人侦测等）。

　　基于77GHz雷达系统的自适应巡航控制、预碰撞防护和碰撞预警系统（配备或不配备自动转向和制动干预）可以根据已检测和跟踪的对象，判断车辆前面的路况，并自动调整车速；或是在即将发生碰撞的情况下，启动紧急制动干预，避免事故发生。目前，英飞凌、飞思卡尔等厂商纷纷开发出了全新半导体工艺、适用于ADAS系统的77GHz雷达芯片；飞思卡尔的77GHz高速雷达，结合基于Power Architecture架构的MCU，可为业界提供更高频率的汽车主动安全解决方案。

　　

　　罗杰斯公司亚洲区市场副总裁刘建军（左）与罗杰斯公司先进线路板材料事业部亚洲区市场经理杨熹

　　高频应用同时也对基础通讯印刷板材带来了新的应用需求，罗杰斯（Rogers）公司亚洲区市场副总裁刘建军表示，雷达传感器通常会在高频而恶劣的环境下工作，使得汽车雷达PCB板中的电介质材料很容易加速老化，进而氧化，导致电介质材料特性会随时间产生变化，这些令到基于雷达技术的汽车安全系统需要使用到符合汽车级可靠性的高频PCB材料。

　　为此，罗杰斯推出了面向汽车市场的RO4350B/RO4835和RO3003高频板材，主要应用于汽车防撞系统和其它的ADAS系统中（如24GHz或77GHz雷达）。其中，RO4835系列PCB板材为那些需要长时间在高温下工作的电路提供了较高的电气稳定性，并保留了热固性FR-4加工材料的成本优势，电介质氧化速度得到大幅改善，保证了产品的整体稳定可靠性。