Hayabusa图像传感器平台的功能及设计挑战

在日语中，Hayabusa的意思是“游隼”，是一种猛禽，有许多明显的自然优势。它们的视力超过了人类，在动物界中拥有最快的视觉。人眼记录静止图像的速度约每秒25帧，而隼鸟的视觉识别速度可以接近每秒130帧。像大多数猎鹰一样，隼鸟的每只眼睛都有两个中央凹，而人眼只有一个。因此隼鸟具有卓越的超视觉。除了更好的清晰度和识别能力之外，这种增强的视力使猎鹰能够日夜狩猎。据此，我们把图像传感器平台命名为它的自然对应物——Hayabusa图像传感器平台。

我们的团队想把这种猛禽及其感知能力与开发的创新传感器平台联系起来。隼鸟不仅是视觉识别度最高的动物，而且还是地球上在激烈竞争中发展最快的动物。Hayabusa图像传感器平台包括一系列不同像素的器件，汇集了高性价比的产品，并在任何环境中提供最佳性能。

要了解有关此创新的图像传感器平台的更多信息，请看看安森美(onsemi)汽车感知分部产品营销高级总监Radhika Arora的见解，他介绍了该平台的功能以及设计过程中的挑战。

Hayabusa图像传感器平台是什么?

Hayabusa图像传感器平台是个产品系列，包括三个传感器AR0147AT、AR0233AT和AR0323AT，像素范围从130万到310万;三个100万像素系统单芯片(SOC)AS0147AT、AS0148AT和AS0149AT。该平台使我们能为客户提供可扩展的图像传感器方案，满足他们的各种需求。采用同一平台的产品的好处是，客户可以重用跨平台收集的数据。这些产品可以共享所有驱动程序开发、调试和注册学习，因为像素性能在整个产品平台保持相同。

Hayabusa图像传感器平台是否最初用于汽车细分领域，在其他应用中有用例吗?

Hayabusa技术的起源植根于我们高端的电影重力传感器组合。在过去的20年中，安森美与ARRI合作开发了高质量数码相机，用于好莱坞电影和奥斯卡获奖电影。除了在电影摄影中的应用外，我们还能够将Hayabusa技术应用于汽车和工业相机，以及许多其他应用。此外，我们还看到了将Hayabusa平台用作机器人视觉传感器的趋势。我们看到在工厂车间，机器人的自动化程度在不断提高，而工厂车间里的照明条件变化很大，证明为机器人增加这种高动态范围(HDR)能力是有利的。所以Hayabusa平台在乘用车之外有更广泛的用例。

哪些类型的系统将使用Hayabusa平台?

Hayabusa平台有多种用途。视觉肯定是这个平台的一个重要用途，我们可以在环视摄像头、后视摄像头、摄像监控系统和数字视频录像机(DVR)中使用Hayabusa。此外，我们看到在先进驾驶辅助系统(ADAS)和自动驾驶中集成该平台的上升势头。我们看到这些产品用于高端和低端应用中，证明了平台的灵活性。

在开发阶段，出现了哪些类型的挑战?

在我们回答开发这个平台所面临的挑战之前，我认为我们需要了解和考虑客户面临的挑战。安森美是汽车行业的一个领军企业，市场份额超过40% ，ADAS市场份额超过70% ，我们面临三个关键挑战。

第一个挑战是动态范围。我们记录的许多风景往往超过120-240 dB。动态范围是最大值和最小值之间的比率。我们人类驾驶员都面临过这样的情况，如出隧道或过立交桥时，大量光线照射到我们的脸上使我们突然什么都看不清。这可能导致交通事故和死亡。我们致力在开发这些传感器时找到一个方案，并克服照明中的这些动态变化。挑战变成了创造一种产品，能够清楚地识别高动态范围条件并识别汽车应用场景中的物体。这种在不断变化的条件下准确识别场景的能力，能够协助驾驶员做出适当的决定。

第二个挑战是通过LED闪烁抑制(LFM)功能来克服照明闪烁。当我们看交通信号灯时，它们似乎一直在发光。LED灯的脉冲速度很快，人眼察觉不到;但图像传感器可以看到并分类这些脉冲。假设图像传感器在周期外捕获到一个交通信号。传感器可能会错译交通指示。Hayabusa平台使我们能够准确地捕获LED标志和信号。Hayabusa平台与市场上其他平台的不同之处在于，它既能捕获高动态范围，又能减少LED闪烁。

我们面临的第三个障碍是在微光情况下检测物体的能力。例如，假设一名驾驶员在夜间驾驶，迎面驶来另一辆开着远光灯的车辆，而与此同时，一名行人正在过马路。在这种情况下，迎面驶来的车辆的亮光会使行人模糊不清。可以想象，在这种情况下，我们人类驾驶员完全看不到行人。通过延长图像传感器曝光时间的能力，并且图像传感器对明亮物体没有饱和的风险，我们可以提高微光性能来捕获此类物体如本例中的行人。如您所见，这是一项重要的安全功能和一个重要的卖点。

您提到了光线有可能影响Hayabusa平台，您还谈到了团队在这些环境变化方面需要克服的挑战。同样，天气或温度等因素会对该平台的性能产生不利影响吗?

对于所有图像传感器来说都是如此。随着温度的升高，会出现一种称为暗信号电流的异常现象，而暗信号的不均匀性衡量系统在微光情况下的表现。温度每升高8度，暗电流就会增加一倍。因此，您需要从尽可能少的暗电流着手解决问题，因为传感器将这种暗信号视为更多“噪声”。这种“噪声”可能导致图像传感器识别内容的误报。Hayabusa平台降低了潜在的本底噪声，提高了其可靠性和准确性，降低了整体电流，且从像素图的角度提高了微光识别的效率。

采取了哪些安全措施来防止图像传感器出现故障并可能对乘客和车辆造成危险?

Hayabusa平台支持汽车安全完整性等级B级(ASIL-B)，产品符合ISO 26262标准。我们可以通过这些传感器，检测对系统评估和反应至关重要的故障。车内实时安全机制，允许系统评估识别到的每一帧的响应，从而为我们的客户带来更安全的设计和可控性。

是什么让Hayabusa平台成为“首选”产品?

Hayabusa不仅拥有市场上同类最佳的高动态范围，而且还具有出色的微光性能。它在单个产品中同时具有高动态范围和抑制闪烁功能，这至关重要，因为其他产品通常只包含其中一个功能。Hayabusa平台具有汽车级可靠性ACE-Q100 Grade 2 ，以及前述的安全机制。从可靠性和性能的角度来看，它优于这个分辨率的任何产品。

安森美在当今的生态系统中具有非常重要的战略地位。Hayabusa平台是个非常复杂的系统，含一个镜头、一个模块和一个模块的接口，需要我们与其他公司合作开发串行器。另一方面是我们能够使用市场上的其他工艺来调整图像传感器，以确保它们具有合适的图像处理能力和最终图像质量。这些项目都是生态系统的一部分，必须到位并且足够成熟，客户才能将图像传感器整合到他们的设计中。

我们的关键优势在于：能建立一个包含镜头、模块、接口和处理器的成熟生态系统。安森美在这些关键项目中处于行业领先地位，有助于客户缩短将图像传感器整合到其系统中所需的时间。

审核编辑：汤梓红