高动态范围CMOS图像传感器在汽车视觉系统中的应用 传感器, 汽车, 动态

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关键字：高动态范围   图像传感器   CMOS   MLX75412   1. 简介随着汽车安全重要性的凸显，行车辅助系统（Driving Assistance System，DAS）作为一种市场趋势得到评级机构和终端用户的逐步认可，在汽车领域的应用越来越普及。在这种应用中，视觉系统是必不可少的一个组成部分，其必须快速、精确地感知各种路况，进而提前预警或控制车辆行为。图1显示了汽车视觉系统的主要应用，包括前视、后视、侧视、内视等。以前视为例，夜视（Night Vision，NV）、车道偏离预警（Lane Departure Warning，LDW）、碰撞预警（Collision Warning，CW）、交通标志识别（Traffic Sign Recognition，TSR）等应用要求视觉系统在各种天气、路况条件下，能够清晰识别车道线、车辆、障碍物、交通标志等。这要求系统的前端----摄像头能够最大限度地适应不同的光照条件，提供路况场景的细节信息。本文主要讨论图像传感器在汽车视觉系统中的应用。第二部分介绍汽车视觉系统对图像传感器性能的要求，第三部分讨论高动态范围图像传感器技术。第四部分对本文作一个总结。

2. 汽车视觉系统中的图像传感器图像传感器是一种将光学图像转换成电子信号的器件，是摄像头的重要组成部分，如图2所示。在典型汽车应用中，视觉系统要处理一些复杂的路面情况，比如面向阳光行车、进出隧道、以及夜间会车时对面车辆前照灯等。这类路况要求摄像头，进而其中的图像传感器能够自动适应这类复杂场景，否则图像中细节信息的损失很难通过后级信号处理方法来恢复。

一幅画面中，最亮部分和最暗部分亮度的比值被称作动态范围，比如，阳光直射下某亮色物体亮度大约是100kcd/m2，阴影下的暗色物体亮度大约是100mcd/m2。某场景若同时包括这两种物体，则图像的动态范围是120dB。只有图像传感器的动态范围高于120dB，汽车视觉系统才能有效地对该场景进行图像采集。考虑到夜间行车，有些道路没有路灯或者路灯很暗，汽车视觉系统也需要在低光照场景下采集路况信息。针对汽车应用，图像传感器需要满足一系列汽车级要求，如宽温度范围、高可靠性、高集成度、低成本等。表1总结了汽车视觉系统中图像传感器应该具有的性能：