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你想知道的智能感知方案,安森美的都在这里

作者:白柴时间:2019-05-23来源:电子产品世界收藏

5月15日安森美半导体智能感知策略及方案媒体交流会在京举办。会上,安森美半导体智能感知部全球市场及应用工程师副总裁易继辉先生介绍了公司最新的智能感知发展策略,分析汽车、工业和Edge AI等市场的需求和趋势,以及分享公司的重点智能感知方案和技术。

本文引用地址:http://www.c3dnow.com/article/201905/400794.htm

安森美半导体智能感知部全球市场及应用工程副总裁 易继辉(Sammy YI)

安森美聚焦三大应用市场

据介绍,安森美智能感知部的终端市场有很多,但是汽车、机器视觉、边缘人工智能是最重要的三大市场方向。

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关于感知的未来,易继辉先生说:“智能传感器、深度感知、传感器融合是感知未来发展的三个趋势。智能感知已经不似传统的图像传感。传统的图像传感技术很大程度依靠手机开发出来,因为手机原来图像传感器用得非常多。现在智能传感器被广泛应用在汽车、机器视觉、边缘人工智能这三个领域,很多新技术是先被开发出来,后被运用到手机里。较之汽车、机器视觉和边缘人工智能有很大的不同:一是像素,现在很多手机厂商都在宣传自己的像素级别,如2000万像素、1600万像素,但是人眼仅能够鉴别1600万像素左右,再高对于人眼也没有区别。但是智能传感对于像素识别几乎没有边界。一个很大的趋势,随着人工智能对像素分辨、理解和判断能力需求的提升,图像传感器对于像素识别要求也越来越高。”

经过一系列的并购,安森美半导体现在成为了全球唯一一家拥有所有感知技术的公司,打破了行业间的壁垒。由此可见,安森美的战略布局是提升综合能力并达到极致,以宽广的产品阵容满足客户全方位的需求,而不是在某一个领域做到极致。

优秀的成像技术为迈向自动驾驶铺平道路

汽车感知技术主要有超声波、成像、毫米波雷达、激光雷达和传感器融合。其中,成像是实现自动驾驶不可或缺的技术。安森美作为图像传感器行业的龙头老大,自然不会缺席。

第三方市场调研公司的数据显示,近几年安森美一直处于全球汽车图像传感器的领先地位。2016年,安森美占据全球汽车成像市场份额的半壁江山,在感知摄像机市场的份额占63%。到了2018年,安森美的汽车成像市场份额增至62%,感知摄像机市场份额增至81%,超过了所有竞争对手的市场份额总和。

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安森美之所以能在汽车图像市场取得成功主要源于其优秀的成像技术。据介绍,安森美的图像传感器产品具有低照度解析、宽动态范围等特性,可以满足自动驾驶的需要。

宽动态最早是满足汽车应用的需求,然而现在宽动态已经不光局限在汽车应用上,还延伸至边缘人工智能和工业领域。简单来说,宽动态是指一个图片上亮和暗的比差。下图是安森美和对手的隧道动态测试对比,结果很明显,安森美的图像传感器拥有更高的动态范围,成像更清晰,获取的细节更多。

除了宽动态范围这一技术之外,安森美还有以下这些汽车成像技术:

近红外+(NIR+)像素技术与LED防抖技术

近红外+像素技术原来在安防领域最先开发,而后应用到汽车领域。汽车在夜间行驶时对近红外的要求非常高。安森美现在开发的产品的近红外频段在大约850纳米至940纳米之间,增加了约4倍的近红外灵敏度。感光度提高有2个好处:首先可以省电,再者可确保信号捕捉的全面,提升信号清晰度。这项技术在汽车应用上也越来越广泛。

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另外一个应用是LFM(LED Flicker Mitigation)技术,即LED防抖技术。因为LED在闪烁的时候,频率都不一样,几乎没有一个业界标准。比如,红绿灯,如果摄像机的频率和红绿灯的频率不吻合就捕捉不到信号。所以,在汽车LFM对整车厂而言是非常大的挑战。目前,安森美的技术可以在获取信号后从软件分析延迟(Latency)和功耗,从传感器硬件上直接解决问题。

领先的全局快门技术

现在整个图像传感器有两个不同的技术:一个叫做卷帘式快门,一个是全局快门。全局快门就是一次性即时捕捉所有的信号。卷帘式是一行一行的扫描,从第一行到最后一行,中间会有时差,所以当拍摄高速运转情况下的物体时,图像就会显示变形了。而且如果采用全局快门,拍摄出的效果非常清晰。

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据易继辉先生介绍,七、八年之前,安森美在工业扫描行业拥有超过60%的市场占有率,就是因为全局快门技术。这项技术目前已经发展至第八代。和竞争对手相比,安森美至少超过他们两代。该技术也会应用到汽车上,特别是在驾驶员疲劳监控方面。

全面的汽车智能感知阵容

安森美在视觉+感知、ADAS+自动驾驶、全局快门/车舱内、边缘+SPU、雷达/激光雷达等领域,都会提供从低端到高端的多种产品供客户选择。

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现在汽车的智能化发展主要在三个方向:车外的人工视觉,包括环视、后视;车外的机器视觉,包括ADAS、自动驾驶;舱内监控,除了对驾驶员的监控,还有对乘员的监控。安森美的成像技术会在这些领域持续用力,争取给客户带来更优秀的产品。

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据介绍,随着自动驾驶的发展,汽车智能感知元器件越来越多。目前启用自动驾驶的车辆拥有9个图像传感器,而下一代正在开发的图像传感器已经超过12个,还有接近20个正处于研发阶段。同时还配备有10个雷达,至少2个超声波,将来也会配置至少1个激光雷达。所以,现在汽车的感知能力已经比驾驶员更强。驾驶员的视线范围一般只能覆盖前方180度,加上余光,可能超过200度,而汽车智能具有360度感知能力。另外,驾驶员可能会有几毫秒的精力分散情况,而智能感知可以全天候地跟踪、检测和计算。

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在汽车智能感知方面,安森美还发布了以下技术:

传感器安全保障

在汽车感知比人类还智能的趋势下,安全问题如何保证?

安森美从三个方面入手解决安全问题。一是功能安全,把所有故障全部分析出来,再注入到芯片,使其产生故障,辨别可信度。目前,安森美已经拥有超过8000个失效模式。二是安全手册,客户在使用安森美的产品时可以根据手册来设计系统,满足系统功能的安全需求。三是网络安全,其国际标准ISO 21434到今年年底就会出来。

自动驾驶毫米波雷达融合

该产品现在已经处于客户评估阶段。它的优势是可以降低整个系统的成本,目前市场需要4个发射器,而安森美只需要2个就能达到同样效果。随着L2、L3、L4和全自动驾驶的需求增长,以后的长距、中距和短距的毫米波雷达随着它的成本降低需求量越来越多,在汽车上的应用也会越来越多。

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激光雷达(LiDAR)和成像的融合

它是目前市场上第一款达到车规的激光雷达。这款产品使固态雷达成为现实。现在一个激光雷达基本需要上万美金,安森美这款产品将成本降到几百美金,因为它不需要机械式的雷达扫描,完全使用闪光的方式。

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机器视觉更灵敏

工业机器视觉和边缘人工智能的应用非常广泛。近几年随着人工智能的开发,工业机器视觉和边缘人工智能越来越受到业界重视。除了传统工厂自动化、智能化工厂的发展,机器视觉还在智能交通、新零售、智能楼宇/家居、机器人等领域不断发展。而安森美半导体凭借其全方位的产品阵容,成为了工业机器视觉的领袖。

在汽车领域中也是一样,安森美半导体为客户提供全方位的产品服务。今年推出的X系列,在PYTHON系列的基础上又进一步提升了性能。

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据介绍,XGS传感器系列采用3.2微米全局快门CMOS设计,降低了设计尺寸;紧凑占位,在同样29x29mm尺寸内像素点会提高;最高可达1600万像素。目前1200万和800万像素的传感器都已量产。

XGS 4500系列

画面像素非常高,功耗低,支持8K视频,可以用在摄像机、专业摄像机身上,每秒60帧。该产品不仅可以用到机器视觉,还可以应运用到高端安防,从远处也可以人脸识别。

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KAI-50140 CCD图像传感器

这是一款5000万像素的CCD图像传感器。CCD传统优势就是图像质量非常高,应用于高端相机,但成本也高。现在很典型的应用例子就是4K平板检测。4K平板检测现在已经从LED过渡到OLED,OLED和LED最大的区别是LED有背光源,而OLED是每个像素本身带一个光源。由于每个光源的均匀度是不一样的,给检测带来了挑战。要保证在检测的时候能够看得非常清楚,将LED光源的不均匀度分辨出来,现在只有CCD图像传感器能够做到 。

边缘设备更智能,更低功耗

目前,AI技术、5G、IoT(物联网)不断发展,云端、物端、边缘计算也应运而生。云端计算速度非常高,感知、判断、决策、行动,这四个步骤都会在云端得以处理,但它的问题是大量数据送到云端成本非常高,延时性差。

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边缘设备基本上有两种。一是处理密集型,有些设备像机器人的电池储电量非常高,因为要保证机器人的行走、运动,所以对传感器智能和功耗要求并不高,它需要终端有更高的处理能力。另外一种是IoT的,这些设备有时会放在一个地方一两年,因此对耗电量的要求非常高,同时对灵活使用性要求也非常高的,因为常常需要的时候才叫醒它,不需要24小时运转。

AR0430、AR0431就是为IoT设计的。它最大的特点是低功耗,在一帧的时候只有8毫安,而其帧数可在1至120帧之间调节。典型的应用是家中的监控相机,没有人在家里时相机就不需要费电,一旦有人走动就会触动它开启。

目前,实现深度映射的技术有五种:立体视觉、结构光、飞行时间(TOF)、Super Depth和雷达。安森美的Super DepthTM技术仅需单个传感器就能提供同步深度及RGB。

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结语

安森美半导体的前身是摩托罗拉半导体,1999年从摩托罗拉半导体分拆。该公司现在全球员工总数超过3。2万人,2018年总收入近60亿美元,产值在五六年间翻了约一倍。其中,汽车领域收入占比约1/3,工业领域收入约占比1/4,通信领域约占比1/5。

安森美连续四年获选“世界最职业道德企业”;是汽车自动驾驶、工业机器视觉、边缘人工智能市场的领袖;是全球唯一一家提供全方位智能感知方案的供应商。该公司之所以能够走在行业的前端以技术领先,最重要的一点是其悠久的创新传统和持续投入。中国市场对安森美非常重要,其在国内有三个制造厂,几百个技术支持和销售团队,汇集了来自各个高校毕业的人才。



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