你想知道的智能感知方案，安森美的都在這里

5月15日安森美半導(dǎo)體智能感知策略及方案媒體交流會(huì)在京舉辦。會(huì)上，安森美半導(dǎo)體智能感知部全球市場(chǎng)及應(yīng)用工程師副總裁易繼輝先生介紹了公司最新的智能感知發(fā)展策略，分析汽車、工業(yè)和Edge AI等市場(chǎng)的需求和趨勢(shì)，以及分享公司的重點(diǎn)智能感知方案和技術(shù)。

安森美半導(dǎo)體智能感知部全球市場(chǎng)及應(yīng)用工程副總裁 易繼輝(Sammy YI)

安森美聚焦三大應(yīng)用市場(chǎng)

據(jù)介紹，安森美智能感知部的終端市場(chǎng)有很多，但是汽車、機(jī)器視覺、邊緣人工智能是最重要的三大市場(chǎng)方向。

關(guān)于感知的未來(lái)，易繼輝先生說(shuō)：“智能傳感器、深度感知、傳感器融合是感知未來(lái)發(fā)展的三個(gè)趨勢(shì)。智能感知已經(jīng)不似傳統(tǒng)的圖像傳感。傳統(tǒng)的圖像傳感技術(shù)很大程度依靠手機(jī)開發(fā)出來(lái)，因?yàn)槭謾C(jī)原來(lái)圖像傳感器用得非常多?，F(xiàn)在智能傳感器被廣泛應(yīng)用在汽車、機(jī)器視覺、邊緣人工智能這三個(gè)領(lǐng)域，很多新技術(shù)是先被開發(fā)出來(lái)，后被運(yùn)用到手機(jī)里。較之汽車、機(jī)器視覺和邊緣人工智能有很大的不同：一是像素，現(xiàn)在很多手機(jī)廠商都在宣傳自己的像素級(jí)別，如2000萬(wàn)像素、1600萬(wàn)像素，但是人眼僅能夠鑒別1600萬(wàn)像素左右，再高對(duì)于人眼也沒有區(qū)別。但是智能傳感對(duì)于像素識(shí)別幾乎沒有邊界。一個(gè)很大的趨勢(shì)，隨著人工智能對(duì)像素分辨、理解和判斷能力需求的提升，圖像傳感器對(duì)于像素識(shí)別要求也越來(lái)越高。”

經(jīng)過(guò)一系列的并購(gòu)，安森美半導(dǎo)體現(xiàn)在成為了全球唯一一家擁有所有感知技術(shù)的公司，打破了行業(yè)間的壁壘。由此可見，安森美的戰(zhàn)略布局是提升綜合能力并達(dá)到極致，以寬廣的產(chǎn)品陣容滿足客戶全方位的需求，而不是在某一個(gè)領(lǐng)域做到極致。

優(yōu)秀的成像技術(shù)為邁向自動(dòng)駕駛鋪平道路

汽車感知技術(shù)主要有超聲波、成像、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)和傳感器融合。其中，成像是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛不可或缺的技術(shù)。安森美作為圖像傳感器行業(yè)的龍頭老大，自然不會(huì)缺席。

第三方市場(chǎng)調(diào)研公司的數(shù)據(jù)顯示，近幾年安森美一直處于全球汽車圖像傳感器的領(lǐng)先地位。2016年，安森美占據(jù)全球汽車成像市場(chǎng)份額的半壁江山，在感知攝像機(jī)市場(chǎng)的份額占63%。到了2018年，安森美的汽車成像市場(chǎng)份額增至62%，感知攝像機(jī)市場(chǎng)份額增至81%，超過(guò)了所有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的市場(chǎng)份額總和。

安森美之所以能在汽車圖像市場(chǎng)取得成功主要源于其優(yōu)秀的成像技術(shù)。據(jù)介紹，安森美的圖像傳感器產(chǎn)品具有低照度解析、寬動(dòng)態(tài)范圍等特性，可以滿足自動(dòng)駕駛的需要。

寬動(dòng)態(tài)最早是滿足汽車應(yīng)用的需求，然而現(xiàn)在寬動(dòng)態(tài)已經(jīng)不光局限在汽車應(yīng)用上，還延伸至邊緣人工智能和工業(yè)領(lǐng)域。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，寬動(dòng)態(tài)是指一個(gè)圖片上亮和暗的比差。下圖是安森美和對(duì)手的隧道動(dòng)態(tài)測(cè)試對(duì)比，結(jié)果很明顯，安森美的圖像傳感器擁有更高的動(dòng)態(tài)范圍，成像更清晰，獲取的細(xì)節(jié)更多。

除了寬動(dòng)態(tài)范圍這一技術(shù)之外，安森美還有以下這些汽車成像技術(shù)：

近紅外+（NIR+）像素技術(shù)與LED防抖技術(shù)

近紅外+像素技術(shù)原來(lái)在安防領(lǐng)域最先開發(fā)，而后應(yīng)用到汽車領(lǐng)域。汽車在夜間行駛時(shí)對(duì)近紅外的要求非常高。安森美現(xiàn)在開發(fā)的產(chǎn)品的近紅外頻段在大約850納米至940納米之間，增加了約4倍的近紅外靈敏度。感光度提高有2個(gè)好處：首先可以省電，再者可確保信號(hào)捕捉的全面，提升信號(hào)清晰度。這項(xiàng)技術(shù)在汽車應(yīng)用上也越來(lái)越廣泛。

另外一個(gè)應(yīng)用是LFM（LED Flicker Mitigation）技術(shù)，即LED防抖技術(shù)。因?yàn)長(zhǎng)ED在閃爍的時(shí)候，頻率都不一樣，幾乎沒有一個(gè)業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)。比如，紅綠燈，如果攝像機(jī)的頻率和紅綠燈的頻率不吻合就捕捉不到信號(hào)。所以，在汽車LFM對(duì)整車廠而言是非常大的挑戰(zhàn)。目前，安森美的技術(shù)可以在獲取信號(hào)后從軟件分析延遲（Latency）和功耗，從傳感器硬件上直接解決問(wèn)題。

領(lǐng)先的全局快門技術(shù)

現(xiàn)在整個(gè)圖像傳感器有兩個(gè)不同的技術(shù)：一個(gè)叫做卷簾式快門，一個(gè)是全局快門。全局快門就是一次性即時(shí)捕捉所有的信號(hào)。卷簾式是一行一行的掃描，從第一行到最后一行，中間會(huì)有時(shí)差，所以當(dāng)拍攝高速運(yùn)轉(zhuǎn)情況下的物體時(shí)，圖像就會(huì)顯示變形了。而且如果采用全局快門，拍攝出的效果非常清晰。

據(jù)易繼輝先生介紹，七、八年之前，安森美在工業(yè)掃描行業(yè)擁有超過(guò)60%的市場(chǎng)占有率，就是因?yàn)槿挚扉T技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)目前已經(jīng)發(fā)展至第八代。和競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手相比，安森美至少超過(guò)他們兩代。該技術(shù)也會(huì)應(yīng)用到汽車上，特別是在駕駛員疲勞監(jiān)控方面。

全面的汽車智能感知陣容

安森美在視覺+感知、ADAS+自動(dòng)駕駛、全局快門/車艙內(nèi)、邊緣+SPU、雷達(dá)/激光雷達(dá)等領(lǐng)域，都會(huì)提供從低端到高端的多種產(chǎn)品供客戶選擇。

現(xiàn)在汽車的智能化發(fā)展主要在三個(gè)方向：車外的人工視覺，包括環(huán)視、后視；車外的機(jī)器視覺，包括ADAS、自動(dòng)駕駛；艙內(nèi)監(jiān)控，除了對(duì)駕駛員的監(jiān)控，還有對(duì)乘員的監(jiān)控。安森美的成像技術(shù)會(huì)在這些領(lǐng)域持續(xù)用力，爭(zhēng)取給客戶帶來(lái)更優(yōu)秀的產(chǎn)品。

據(jù)介紹，隨著自動(dòng)駕駛的發(fā)展，汽車智能感知元器件越來(lái)越多。目前啟用自動(dòng)駕駛的車輛擁有9個(gè)圖像傳感器，而下一代正在開發(fā)的圖像傳感器已經(jīng)超過(guò)12個(gè)，還有接近20個(gè)正處于研發(fā)階段。同時(shí)還配備有10個(gè)雷達(dá)，至少2個(gè)超聲波，將來(lái)也會(huì)配置至少1個(gè)激光雷達(dá)。所以，現(xiàn)在汽車的感知能力已經(jīng)比駕駛員更強(qiáng)。駕駛員的視線范圍一般只能覆蓋前方180度，加上余光，可能超過(guò)200度，而汽車智能具有360度感知能力。另外，駕駛員可能會(huì)有幾毫秒的精力分散情況，而智能感知可以全天候地跟蹤、檢測(cè)和計(jì)算。

在汽車智能感知方面，安森美還發(fā)布了以下技術(shù)：

傳感器安全保障

在汽車感知比人類還智能的趨勢(shì)下，安全問(wèn)題如何保證？

安森美從三個(gè)方面入手解決安全問(wèn)題。一是功能安全，把所有故障全部分析出來(lái)，再注入到芯片，使其產(chǎn)生故障，辨別可信度。目前，安森美已經(jīng)擁有超過(guò)8000個(gè)失效模式。二是安全手冊(cè)，客戶在使用安森美的產(chǎn)品時(shí)可以根據(jù)手冊(cè)來(lái)設(shè)計(jì)系統(tǒng)，滿足系統(tǒng)功能的安全需求。三是網(wǎng)絡(luò)安全，其國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 21434到今年年底就會(huì)出來(lái)。

自動(dòng)駕駛毫米波雷達(dá)融合

該產(chǎn)品現(xiàn)在已經(jīng)處于客戶評(píng)估階段。它的優(yōu)勢(shì)是可以降低整個(gè)系統(tǒng)的成本，目前市場(chǎng)需要4個(gè)發(fā)射器，而安森美只需要2個(gè)就能達(dá)到同樣效果。隨著L2、L3、L4和全自動(dòng)駕駛的需求增長(zhǎng)，以后的長(zhǎng)距、中距和短距的毫米波雷達(dá)隨著它的成本降低需求量越來(lái)越多，在汽車上的應(yīng)用也會(huì)越來(lái)越多。

激光雷達(dá)(LiDAR)和成像的融合

它是目前市場(chǎng)上第一款達(dá)到車規(guī)的激光雷達(dá)。這款產(chǎn)品使固態(tài)雷達(dá)成為現(xiàn)實(shí)。現(xiàn)在一個(gè)激光雷達(dá)基本需要上萬(wàn)美金，安森美這款產(chǎn)品將成本降到幾百美金，因?yàn)樗恍枰獧C(jī)械式的雷達(dá)掃描，完全使用閃光的方式。

機(jī)器視覺更靈敏

工業(yè)機(jī)器視覺和邊緣人工智能的應(yīng)用非常廣泛。近幾年隨著人工智能的開發(fā)，工業(yè)機(jī)器視覺和邊緣人工智能越來(lái)越受到業(yè)界重視。除了傳統(tǒng)工廠自動(dòng)化、智能化工廠的發(fā)展，機(jī)器視覺還在智能交通、新零售、智能樓宇/家居、機(jī)器人等領(lǐng)域不斷發(fā)展。而安森美半導(dǎo)體憑借其全方位的產(chǎn)品陣容，成為了工業(yè)機(jī)器視覺的領(lǐng)袖。

在汽車領(lǐng)域中也是一樣，安森美半導(dǎo)體為客戶提供全方位的產(chǎn)品服務(wù)。今年推出的X系列，在PYTHON系列的基礎(chǔ)上又進(jìn)一步提升了性能。

據(jù)介紹，XGS傳感器系列采用3.2微米全局快門CMOS設(shè)計(jì)，降低了設(shè)計(jì)尺寸；緊湊占位，在同樣29x29mm尺寸內(nèi)像素點(diǎn)會(huì)提高；最高可達(dá)1600萬(wàn)像素。目前1200萬(wàn)和800萬(wàn)像素的傳感器都已量產(chǎn)。

XGS 4500系列

畫面像素非常高，功耗低，支持8K視頻，可以用在攝像機(jī)、專業(yè)攝像機(jī)身上，每秒60幀。該產(chǎn)品不僅可以用到機(jī)器視覺，還可以應(yīng)運(yùn)用到高端安防，從遠(yuǎn)處也可以人臉識(shí)別。

KAI-50140 CCD圖像傳感器

這是一款5000萬(wàn)像素的CCD圖像傳感器。CCD傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)就是圖像質(zhì)量非常高，應(yīng)用于高端相機(jī)，但成本也高?，F(xiàn)在很典型的應(yīng)用例子就是4K平板檢測(cè)。4K平板檢測(cè)現(xiàn)在已經(jīng)從LED過(guò)渡到OLED，OLED和LED最大的區(qū)別是LED有背光源，而OLED是每個(gè)像素本身帶一個(gè)光源。由于每個(gè)光源的均勻度是不一樣的，給檢測(cè)帶來(lái)了挑戰(zhàn)。要保證在檢測(cè)的時(shí)候能夠看得非常清楚，將LED光源的不均勻度分辨出來(lái)，現(xiàn)在只有CCD圖像傳感器能夠做到 。

邊緣設(shè)備更智能，更低功耗

目前，AI技術(shù)、5G、IoT（物聯(lián)網(wǎng)）不斷發(fā)展，云端、物端、邊緣計(jì)算也應(yīng)運(yùn)而生。云端計(jì)算速度非常高，感知、判斷、決策、行動(dòng)，這四個(gè)步驟都會(huì)在云端得以處理，但它的問(wèn)題是大量數(shù)據(jù)送到云端成本非常高，延時(shí)性差。

邊緣設(shè)備基本上有兩種。一是處理密集型，有些設(shè)備像機(jī)器人的電池儲(chǔ)電量非常高，因?yàn)橐ＷC機(jī)器人的行走、運(yùn)動(dòng)，所以對(duì)傳感器智能和功耗要求并不高，它需要終端有更高的處理能力。另外一種是IoT的，這些設(shè)備有時(shí)會(huì)放在一個(gè)地方一兩年，因此對(duì)耗電量的要求非常高，同時(shí)對(duì)靈活使用性要求也非常高的，因?yàn)槌３Ｐ枰臅r(shí)候才叫醒它，不需要24小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)。

AR0430、AR0431就是為IoT設(shè)計(jì)的。它最大的特點(diǎn)是低功耗，在一幀的時(shí)候只有8毫安，而其幀數(shù)可在1至120幀之間調(diào)節(jié)。典型的應(yīng)用是家中的監(jiān)控相機(jī)，沒有人在家里時(shí)相機(jī)就不需要費(fèi)電，一旦有人走動(dòng)就會(huì)觸動(dòng)它開啟。

目前，實(shí)現(xiàn)深度映射的技術(shù)有五種：立體視覺、結(jié)構(gòu)光、飛行時(shí)間（TOF）、Super Depth和雷達(dá)。安森美的Super DepthTM技術(shù)僅需單個(gè)傳感器就能提供同步深度及RGB。

結(jié)語(yǔ)

安森美半導(dǎo)體的前身是摩托羅拉半導(dǎo)體，1999年從摩托羅拉半導(dǎo)體分拆。該公司現(xiàn)在全球員工總數(shù)超過(guò)3.2萬(wàn)人，2018年總收入近60億美元，產(chǎn)值在五六年間翻了約一倍。其中，汽車領(lǐng)域收入占比約1/3，工業(yè)領(lǐng)域收入約占比1/4，通信領(lǐng)域約占比1/5。

安森美連續(xù)四年獲選“世界最職業(yè)道德企業(yè)”；是汽車自動(dòng)駕駛、工業(yè)機(jī)器視覺、邊緣人工智能市場(chǎng)的領(lǐng)袖；是全球唯一一家提供全方位智能感知方案的供應(yīng)商。該公司之所以能夠走在行業(yè)的前端以技術(shù)領(lǐng)先，最重要的一點(diǎn)是其悠久的創(chuàng)新傳統(tǒng)和持續(xù)投入。中國(guó)市場(chǎng)對(duì)安森美非常重要，其在國(guó)內(nèi)有三個(gè)制造廠，幾百個(gè)技術(shù)支持和銷售團(tuán)隊(duì)，匯集了來(lái)自各個(gè)高校畢業(yè)的人才。