【導讀】自上世紀 70 年代首次引入防抱死製動係統（ABS）以來，ADAS 技術在乘用車中的應用穩步增加，安全性也相應提高。據美國國家安全委員會（NSC）估計，僅在美國
，ADAS就有可能避免約62%的交通死亡事故，每年可挽救超過20,000人的生命3。近年來，自動緊急製動（AEB）和前撞預警（FCW）等ADAS功能已變得越來越普及
，超過四分之一的車輛都配備了這些功能，以幫助駕駛員預防事故並最終挽救生命。

造成這些事故的一個主要原因是駕駛員失誤2。汽車製造商和政府監管機構一直在尋找提高安全性的方法
，近年來，先進駕駛輔助係統（ADAS）在幫助減少道路傷亡方麵取得了巨大進步。

在本文中，我們將探討 ADAS 在提高道路安全方麵的作用
，以及各種對實現這一目標至關重要的傳感器技術。

ADAS 的演變和重要性

自上世紀 70 年代首次引入防抱死製動係統（ABS）以來，ADAS 技術在乘用車中的應用穩步增加，安全性也相應提高。據美國國家安全委員會（NSC）估計，僅在美國，ADAS就有可能避免約62%的交通死亡事故
，每年可挽救超過20,000人的生命3。近年來，自動緊急製動（AEB）和前撞預警（FCW）等ADAS功能已變得越來越普及，超過四分之一的車輛都配備了這些功能
，以幫助駕駛員預防事故並最終挽救生命。

ADAS 需要多種技術協同工作。一套感知套件充當係統的“眼睛”，檢測車輛周圍環境並為係統的 “大腦 ”提供數據，後者利用這些數據計算出車輛的執行決策

，以輔助駕駛員——例如，當檢測到前方有車輛且駕駛員未踩下刹車時，AEB會自動刹車，使車輛及時停下，避免追尾碰撞。

ADAS 感gan知zhi套tao件jian由you一yi個ge視shi覺jiao係xi統tong組zu成cheng，該gai係xi統tong包bao括kuo一yi個ge車che規gui級ji攝she像xiang頭tou
，其qi核he心xin是shi一yi個ge高gao性xing能neng圖tu像xiang傳chuan感gan器qi，可ke捕bu捉zhuo車che輛liang周zhou圍wei環huan境jing的de視shi頻pin流liu
，用yong於yu檢jian測ce車che輛liang
、行人、交通標誌等，在低速行駛和停車情況下顯示這些圖像以輔助駕駛員。

攝像頭通常與毫米波雷達

、激光雷達（LiDAR）huochaoshengbochuanganqidengshenduganzhixitongpipeiyingyong，zhexiechuanganqitigongshenduxinxiyizengqiangshexiangtoudeerweituxiang

，zengjiarongyudubingxiaochuwutijuliceliangdemohuxing。

對於汽車製造商及其一級係統供應商來說，實施 ADAS 係統可能是一個挑戰：chuliduogechuanganqichanshengdesuoyoushujudechulinengliyouxian
，erqiechuanganqibenshenyeyouxingnengxianzhi。qichexingyedeyaoqiujuedinglemeigezujiandoubixujuyoujigaodekekaoxing，bujinbaokuoyingjian，haibaokuoxiangguanderuanjiansuanfa，yincixuyaojinxingdaliangceshiyiquebaoanquan。xitonghaibixuzaizuieliedezhaominghetianqitiaojianxiabaochiwendingdexingneng
，nenggouyingduijiduanwendu，bingzaizhenggecheliangshengmingzhouqineikekaoyunxing。

現在讓我們來詳細了解一下 ADAS 中使用的一些關鍵傳感器技術，包括圖像傳感器、激光雷達（LiDAR）和(he)超(chao)聲(sheng)波(bo)傳(chuan)感(gan)器(qi)。每(mei)種(zhong)傳(chuan)感(gan)器(qi)都(dou)會(hui)提(ti)供(gong)特(te)定(ding)類(lei)型(xing)的(de)數(shu)據(ju)
，通(tong)過(guo)軟(ruan)件(jian)算(suan)法(fa)對(dui)這(zhe)些(xie)數(shu)據(ju)進(jin)行(xing)處(chu)理(li)，並(bing)將(jiang)這(zhe)些(xie)數(shu)據(ju)相(xiang)互(hu)結(jie)合(he)
，從(cong)而(er)生(sheng)成(cheng)對(dui)環(huan)境(jing)的(de)準(zhun)確(que)而(er)全(quan)麵(mian)的(de)了(le)解(jie)。

這zhe一yi過guo程cheng被bei稱cheng為wei傳chuan感gan器qi融rong合he
，它ta可ke以yi通tong過guo多duo種zhong傳chuan感gan器qi模mo式shi的de冗rong餘yu來lai提ti高gao軟ruan件jian感gan知zhi算suan法fa的de準zhun確que性xing和he可ke靠kao性xing
，從cong而er通tong過guo更geng高gao的de置zhi信xin度du決jue策ce實shi現xian更geng高gao級ji別bie的de安an全quan。這zhe些xie多duo傳chuan感gan器qi套tao件jian的de複fu雜za性xing可ke能neng會hui迅xun速su上shang升sheng，算suan法fa需xu要yao越yue來lai越yue強qiang大da的de處chu理li能neng力li。與yu此ci同tong時shi，傳chuan感gan器qi本ben身shen也ye在zai變bian得de越yue來lai越yue先xian進jin

，從cong而er可ke以yi在zai傳chuan感gan器qi級ji而er不bu是shi在zai中zhong央yang ADAS 處理器上進行本地處理。

汽車圖像傳感器

圖像傳感器是車輛的 “眼睛”--可以說是任何配備 ADAS 的車輛中最重要的傳感器類型。從自動緊急製動、前方碰撞預警和車道偏離警告等 “機器視覺 ”駕駛輔助功能，到用於泊車輔助的 360 度環視攝像頭和用於電子後視鏡的攝像頭監控係統等 “人類視角 ”功能
，再到可檢測到分心或疲勞的駕駛員並發出警報以防止事故發生的駕駛員監控係統

，圖像傳感器提供的圖像數據可用於實現各種 ADAS 功能。

安森美提供包括 Hyperlux 係列在內的各種圖像傳感器

，這些傳感器以低功耗提供出色的圖像質量。Hyperlux 傳感器像素架構包括創新的超級曝光成像方案

，可通過 LED 閃爍緩解 (LFM) 捕獲高動態範圍 (HDR) 幀
，克服了 LED 前後車燈或 LED 交通標誌因為脈衝頻閃造成的誤讀問題。

Hyperlux圖像傳感器設計用於應對具有挑戰性的汽車場景條件
，例如在高架橋上方的直射陽光下，能夠捕捉高達150分貝（dB）的動態範圍。配備Hyperlux圖像傳感器的攝像頭在處理極端情況時的表現遠優於人眼，在遠低於1 lux的光照水平下也能正常工作。

安森美的 Hyperlux 圖像傳感器包括 800 萬像素的 AR0823AT 和 300 萬像素的 AR0341AT。這些數字 CMOS 圖像傳感器采用 Hyperlux 2.1 µm chaopuguangdanguangdianerjiguanxiangsujishu，juyouchusededizhaoduxingneng
，tongshihainengzaitongyizhentuxiangzhongbuzhuogaozhaoduhedizhaoduchangjingzhongdekuandongtaifanwei。chaojipuguangxiangsukezaiyizhentuxiangzhongshixianzugoudadedongtaifanwei，congershixian “無憂設置”的曝光方案

，有效消除了在光線條件發生變化時自動調節曝光的需要，例如在晴天駛出隧道或停車場時。

深度傳感器（激光雷達）

精確測量物體與傳感器之間的距離被稱為深度感知。深度信息可以消除場景中的模糊性，對於各種 ADAS 功能以及實現更高級別的 ADAS 和全自動駕駛至關重要。

有多種技術可用於深度感知。如果要考慮深度性能

，光探測和測距（激光雷達，LiDAR）是最佳選擇。LiDAR 能夠以高深度和角度分辨率進行深度感知，並且由於係統通過近紅外（NIR）jiguangyuchuanganqidepeiheshixianlezhudongzhaoming
，yincikeyizaisuoyouhuanjingguangtiaojianxiagongzuo。tajishiyongyujinjuyingyong，yeshiyongyuyuanjuyingyong。suirandichengbendehaomiboleidachuanganqizaidangjindeqicheyingyongzhonggengweipubian，dantamenquefaLiDAR 的角度分辨率，無法提供超出基本ADAS需求的更高級別自動駕駛所需的那種高分辨率三維點雲環境信息。

最常見的LiDAR架構是直接飛行時間（ToF）法
，它通過發射一個短紅外光脈衝
，並測量信號從物體反射回到傳感器所需的時間
，從而能夠直接計算出距離。LiDAR傳感器通過在其視野範圍內掃描光線來複製這一測量過程，以捕捉整個場景。

安森美的ARRAYRDM-0112A20矽光電倍增管（SiPM）陣列是一種單光子敏感傳感器
，在單片陣列中具有 12 個通道，在近紅外波長如905nm處具有高光子探測效率（PDE），用於檢測返回的脈衝。此SiPM陣列已被集成到一款LiDAR中4
，該LiDAR裝備在世界上首批提供真正“視線離開”的(de)自(zi)動(dong)駕(jia)駛(shi)功(gong)能(neng)的(de)乘(cheng)用(yong)車(che)上(shang)
，使(shi)車(che)輛(liang)具(ju)備(bei)了(le)超(chao)越(yue)基(ji)礎(chu)駕(jia)駛(shi)輔(fu)助(zhu)的(de)自(zi)動(dong)駕(jia)駛(shi)能(neng)力(li)，即(ji)駕(jia)駛(shi)員(yuan)可(ke)以(yi)不(bu)再(zai)關(guan)注(zhu)路(lu)麵(mian)情(qing)況(kuang)。這(zhe)種(zhong)水(shui)平(ping)的(de)自(zi)動(dong)駕(jia)駛(shi)功(gong)能(neng)
，沒(mei)有(you)LiDAR深度感知的支持，至今尚未能在消費級車輛上可靠地實現。

超聲波傳感器

另(ling)一(yi)種(zhong)用(yong)於(yu)距(ju)離(li)測(ce)量(liang)的(de)技(ji)術(shu)是(shi)超(chao)聲(sheng)波(bo)檢(jian)測(ce)
，即(ji)通(tong)過(guo)傳(chuan)感(gan)器(qi)發(fa)射(she)頻(pin)率(lv)超(chao)出(chu)人(ren)類(lei)聽(ting)覺(jiao)範(fan)圍(wei)的(de)聲(sheng)波(bo)

，然(ran)後(hou)檢(jian)測(ce)反(fan)彈(dan)回(hui)來(lai)的(de)聲(sheng)音(yin)，從(cong)而(er)通(tong)過(guo)飛(fei)行(xing)時(shi)間(jian)測(ce)量(liang)距(ju)離(li)。

超(chao)聲(sheng)波(bo)傳(chuan)感(gan)器(qi)可(ke)用(yong)於(yu)泊(bo)車(che)輔(fu)助(zhu)等(deng)近(jin)距(ju)離(li)障(zhang)礙(ai)物(wu)探(tan)測(ce)和(he)低(di)速(su)操(cao)控(kong)應(ying)用(yong)。超(chao)聲(sheng)波(bo)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)一(yi)個(ge)優(you)點(dian)是(shi)聲(sheng)音(yin)比(bi)光(guang)慢(man)得(de)多(duo)
，因(yin)此(ci)反(fan)射(she)聲(sheng)波(bo)返(fan)回(hui)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)時(shi)間(jian)通(tong)常(chang)為(wei)幾(ji)微(wei)秒(miao)，而(er)光(guang)的(de)時(shi)間(jian)為(wei)納(na)秒(miao)，這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe)超(chao)聲(sheng)波(bo)傳(chuan)感(gan)器(qi)所(suo)需(xu)的(de)處(chu)理(li)性(xing)能(neng)要(yao)低(di)得(de)多(duo)
，從(cong)而(er)降(jiang)低(di)了(le)係(xi)統(tong)成(cheng)本(ben)。

超聲波傳感器的一個例子是安森美 NCV75215 泊車距離測量 ASSP。在車輛停放過程中，該元件通過壓電超聲波變換器對障礙物的距離進行飛行時間測量。它可檢測距離為 0.25 米至 4.5 米的物體，並具有高靈敏度和低噪聲特點。

安森美在開發ADAS所需的傳感器技術方麵發揮了重要作用。安森美發明了雙轉換增益像素技術和HDR（高動態範圍）模mo式shi
，這zhe些xie技ji術shu現xian在zai被bei業ye界jie許xu多duo傳chuan感gan器qi采cai用yong，並bing開kai創chuang了le創chuang新xin的de超chao級ji曝pu光guang設she計ji，使shi傳chuan感gan器qi既ji能neng提ti供gong出chu色se的de低di照zhao度du性xing能neng
，又you能neng通tong過guo單dan個ge光guang電dian二er極ji管guan捕bu捉zhuo HDR 場景而不會出現飽和現象。

由於這種市場和技術領導地位，因此目前道路上大多數ADAS圖像傳感器都是由安森美開發的5。這些創新使安森美能夠在過去的二十年裏為汽車應用提供高性能的傳感器
，進而使ADAS在提高車輛安全方麵產生了顯著的影響。

汽車行業正持續大力投資於 ADAS，並追求車輛全自動駕駛的目標--超越由SAE定義的基本駕駛輔助功能（即L1級和L2級）6
，邁向真正的自動駕駛能力（即SAE定義的L3級、L4級和L5級）。減少道路傷亡是這一趨勢背後的主要動力之一，安森美的傳感器技術將在這一汽車安全變革中發揮至關重要的作用。

點擊了解更多關於安森美傳感器產品及其在ADAS係統解決方案指南中的特性。

[1]https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/road-traffic-injuries 

[2]https://journals.open.tudelft.nl/ejtir/article/view/3667/3784 

[3]https://injuryfacts.nsc.org/motor-vehicle/occupant-protection/advanced-driver-assistance-systems/data-details/ 

[4] https://www.onsemi.com/company/news-media/blog/automotive/en-us/behind-onsemi-and-innoviz-s-collaboration-on-lidar-to-enable-autonomy-on-the-road 

[5] https://www.onsemi.com/company/news-media/blog/automotive/en-us/a-journey-through-advancements-in-automotive-image-sensors 

[6] https://www.zf.com/master/media/magazine/2022/22_04/2022_04_29_6_levels_of_automated_driving_/sae-j3016-visual-chart_5.3.21.pdf 

（文章來源：安森美
，作者：Bahman Hadji，安森美（onsemi）汽車感知事業部產品營銷高級經理）

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