LED閃爍危及交通安全,豪威科技提供完善解決方案
從路燈、交通燈,到車(chē)載照明,低功耗、長(zhǎng)壽命、高可靠的LED正在快速取代傳統(tǒng)照明方式。但LED在道路上的普遍使用,卻帶來(lái)“LED閃爍”現(xiàn)象?!癓ED閃爍”是由LED驅(qū)動(dòng)方式而產(chǎn)生的現(xiàn)象,LED燈以交流方式驅(qū)動(dòng),驅(qū)動(dòng)頻率一般在90Hz以上,即最慢脈沖周期為11毫秒左右,LED在11毫秒周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)一次亮滅,為節(jié)能及延長(zhǎng)使用壽命,占空比通常不超過(guò)50%,如果相機(jī)曝光時(shí)間較短(例如3毫秒),則有可能曝光時(shí)間正好對(duì)上LED被關(guān)滅期,這時(shí)候圖像傳感器抓到的就是LED滅掉的圖像,如果是LED陣列,在這種情況下拍到的圖像就是一部分亮,一部分暗,這就是“LED閃爍”現(xiàn)象。

人眼看不到LED閃爍現(xiàn)象,但隨著攝像頭在汽車(chē)當(dāng)中應(yīng)用不斷拓展,車(chē)載圖像模塊越來(lái)越多遇到“LED閃爍”問(wèn)題。
流媒體后視鏡就是一例。相比傳統(tǒng)后視鏡,流媒體后視鏡可以為駕駛者提供更加明亮、清晰的圖像,并具備良好的低光靈敏度,在夜晚等低照度情況可以更好地觀察路況,流媒體后視鏡正在逐漸替代傳統(tǒng)后視鏡以及兩側(cè)反光鏡,豐田就準(zhǔn)備推出無(wú)側(cè)反光鏡的量產(chǎn)車(chē)。但流媒體后視鏡如果沒(méi)有防LED閃爍能力,遇到配備了LED車(chē)燈的汽車(chē)時(shí),容易導(dǎo)致危險(xiǎn),駕駛者可能將圖像傳感器傳出的閃爍車(chē)燈誤認(rèn)作轉(zhuǎn)向燈或雙閃燈。
在高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)中,LED閃爍造成的危害更大。LED閃爍會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法正常檢測(cè)電子路標(biāo)與交通信號(hào)燈,無(wú)法區(qū)分轉(zhuǎn)向燈與車(chē)尾燈。

據(jù)豪威科技(OmniVision)中國(guó)區(qū)汽車(chē)電子業(yè)務(wù)部總監(jiān)劉琦介紹,解決LED在視頻中閃爍的思路是適當(dāng)延長(zhǎng)曝光時(shí)間,使其比LED驅(qū)動(dòng)周期更長(zhǎng),即每次都能捕捉到燈亮的圖像,同時(shí)不出現(xiàn)過(guò)曝,就可以消除LED閃爍現(xiàn)象。當(dāng)前,有三種方法可以解決LED閃爍的問(wèn)題。即側(cè)向溢流積分電容器(LOFIC)技術(shù)、斬波技術(shù)(添加介質(zhì)以過(guò)濾圖像信號(hào)),以及分離像素技術(shù)(捕捉圖像,而不是順序捕捉)。
當(dāng)前車(chē)載視頻幀率一般是60幀每秒,即每幀圖像跨時(shí)16.67毫秒,分離像素技術(shù)圖像傳感器中,有大小兩種像素,其中小像素降低敏感度,增長(zhǎng)曝光時(shí)間,保證最慢速率驅(qū)動(dòng)LED的每一個(gè)周期的亮起時(shí)間都被捕捉到,大像素曝光時(shí)間維持正常,兩種像素獲取的圖像做合成處理,最終得到的圖像將不會(huì)有閃爍現(xiàn)象。

劉琦表示,相比分離像素技術(shù),LFOIC與斬波技術(shù)在高溫時(shí)會(huì)出現(xiàn)噪聲。分離像素技術(shù)是唯一能保證105℃的工作溫度下,還能運(yùn)行流暢的LED閃爍抑制解決方案。對(duì)另兩項(xiàng)技術(shù)相比,分離像素技術(shù)功耗也最少降低25%,同時(shí),分離像素技術(shù)的寬動(dòng)態(tài)范圍性能也比較好,可以準(zhǔn)確、清晰地檢測(cè)出隧道內(nèi)外的LED燈。
基于分離像素技術(shù),豪威科技推出了兩款HDR圖像傳感器OX01A10和OXO2A10。這兩款傳感器將分別應(yīng)用于側(cè)視和后視攝像頭監(jiān)控系統(tǒng)(CMS)。0X01A10和0X02A10傳感器基于OmniVision 4.2微米OmniBSI像素架構(gòu),采用像素拆分技術(shù),提供卓越的高動(dòng)態(tài)范(HDR)和一流的低光性能,是汽年行業(yè)領(lǐng)先LED減閃方案的代表。
對(duì)支持分離像素技術(shù)的圖像傳感器在汽車(chē)應(yīng)用中的推廣,劉琦非常樂(lè)觀。目前流媒體后視鏡普及率還只有20%,但到2021年汽車(chē)將強(qiáng)制安裝行車(chē)記錄儀或數(shù)據(jù)記錄儀,將來(lái),汽車(chē)應(yīng)用中將平均用到6至7個(gè)攝像頭,無(wú)論是流媒體后視鏡,還是用于自動(dòng)駕駛的機(jī)器視覺(jué)模塊,都需要具備抑制閃爍(LED Flicker Mitigation, 簡(jiǎn)稱LFM)的圖像傳感器,這些都是豪威科技的機(jī)會(huì)。