汽車安全系統中的攝像頭技術

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　　在汽車行業，攝像頭逐漸成為高級駕駛員輔助系統(ADDAS)的重要組成部分。這些攝像頭用于多種用途，例如：交通標志識別、用于停車距離控制(PDC)和車道偏離警示系統(LDW)的后視系統。如今，許多新型車輛集成有數個攝像頭，覆蓋了汽車周圍的所有區域，因而能夠實現最優化的安全系統。

　　在這些先進的汽車攝像頭安全系統中，增強的成像和感測能力開啟了一個無限可能的世界。攝像頭視覺系統采用遠視場來補足長距離雷達，使用較寬視場來彌補短距雷達或超聲波傳感器的不足，使得駕駛員可以看到前后方的道路。因此，可提供另一組數據來確認所繪制的整體圖片的精確性。例如，來自雷達和攝像頭的支持數據能夠大大增強決策的信心，如使用剎車系統等等。

　　表1：汽車攝像頭的要求

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　　汽車攝像頭安全系統內的圖像傳感器

　　自1969年電荷耦合器件(CCD)出現以來，其應用一直在增長，擴展到數碼相機、望遠鏡、攝像機、掃描儀，以及其它成像應用領域。然而，CCD在汽車安全應用方面有其固有的不足之處。最明顯的是：CCD制造需要專門的工廠、設備及工藝，這給以低成本大批量生產汽車攝像頭帶來了困難。在汽車安全方面，CCD架構也有內在的局限性。標準CCD圖像傳感器經設計以串行方式讀出數據，這意味著必須在讀出所有的先前像素之后，才能讀出后面的像素。這限制了幀速或每秒讀取的圖像數目，在快速捕捉圖像為關鍵性功能的汽車安全應用中成為一種重要的缺陷。此外，大多數CCD攝像頭不具備表1突顯的必需的寬動態范圍(WDR)功能。

　　互補金屬氧化物半導體(CMOS)圖像傳感器是替代的解決方案，它可在具有高成本效益的商業代工廠生產，使用與生產其它計算芯片相同的高量產工藝。CMOS圖像傳感器具有隨機訪問讀取功能，這意味著可對像素進行隨機尋址，并可快速讀出子幀(sub-frame)，即感興趣的區域。因此，CMOS圖像傳感器克服了上述CCD傳感器的某些缺點，而且具有幾乎無限的子采樣和子窗口能力。CMOS攝像頭的一個附加優勢是能夠滿足寬動態范圍(WDR)和低光照性能要求，進一步推動CMOS圖像傳感器取代CCD傳感器而成為眾多成像市場(包括汽車市場)的首選傳感器(見圖1)。實際上，CMOS汽車傳感器市場可望從2009年的不到1000萬個增長至2017年的5000萬個以上(IMS 2009年汽車市場報告)。

　　在擁有攝像頭安全系統車輛內，使用圖像傳感器來完成場景觀察或場景處理。

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