【技术干货】应用于高级驾驶辅助系统的图像传感器解决方案

2026-07-09 09:59 来源：艾睿电子 ADAS/自动驾驶 6 次阅读

摘要：技术干货简介随着汽车产业向着自动化与电气化转型的加速，高级驾驶辅助系统（ADAS）已成为实现道路交通“零事故”愿景的核心支柱。从自动制动系统（AEB）到车道偏离辅助（LKA），这些功能的可靠性高度依赖于车辆对周遭环境的实时、精准感知。在摄像头、雷达与激光雷达（LiDAR）等多传感器融合架构中，摄像头因其具备丰富的纹理与色彩信息提取能力，始终扮演着无可替代的“视觉眼睛”角色。本文将探讨支持先进的

技术干货

简介

随着汽车产业向着自动化与电气化转型的加速，高级驾驶辅助系统（ADAS）已成为实现道路交通“零事故”愿景的核心支柱。从自动制动系统（AEB）到车道偏离辅助（LKA），这些功能的可靠性高度依赖于车辆对周遭环境的实时、精准感知。在摄像头、雷达与激光雷达（LiDAR）等多传感器融合架构中，摄像头因其具备丰富的纹理与色彩信息提取能力，始终扮演着无可替代的“视觉眼睛”角色。本文将探讨支持先进的高动态范围（HDR）技术、LED闪烁抑制（LFM）机制的图像传感器技术，以及由安森美（onsemi）所推出的相关解决方案。

ADAS显着提升车辆的安全性、

舒适性和便利性

在汽车领域的高级驾驶辅助系统（ADAS）可提供广泛的应用，显着提升车辆的安全性、舒适性和便利性。这些应用包括：自适应巡航控制、障碍物检测、碰撞避免、车道偏离预警、交通标志识别、紧急制动、行人检测、自动驾驶、交通／停车信号灯感知、安全舒适性、车辆乘员检测以及物体和存在检测等，大幅地提升汽车驾驶的安全性与舒适性。

ADAS是一套旨在提升车辆安全性和增强整体驾驶体验的技术，这些系统利用自动化技术，包括各种传感器和摄像头，来检测附近的障碍物或潜在的驾驶员错误，并做出相应的反应。ADAS配备了最新的接口标准，能够运行多种基于视觉的算法。这些系统的主要目标是通过减少交通事故的数量，并减轻无法避免的事故造成的严重后果，来预防事故和人员伤亡。ADAS的运行高度依赖于各种元器件，这些传感器包括图像传感器、激光雷达、雷达和超声波传感器，ADAS依赖于前视／环视感知和车内感知技术之间的复杂交互。

感知系统如同车辆的眼睛，利用激光雷达、雷达、超声波传感器和摄像头等技术收集周围环境的关键数据。原始数据经过处理后，用于实现一系列高级车辆功能，包括车道保持辅助、紧急制动、自适应巡航控制、碰撞避免等。这些系统协同工作，通过基于处理后的信息做出实时决策，从而提高安全性、改善驾驶舒适性并减轻驾驶员的工作负荷。

由于ADAS涵盖众多模块与功能，限于篇幅，本文将把重点放在ADAS的图像传感器的功能与产品介绍。

使用安森美图像传感器在隧道场景中进行动态范围对比，HDR关闭与HDR开启对比。

ADAS 图像传感器提升汽车应用的

图像感知能力

图像传感器的其中一项关键参数，便是传感器的动态范围（DR），动态范围是指场景中最亮部分和最暗部分之间的差异，是车载摄像头的关键因素。安森美的图像传感器在这方面表现卓越，这主要归功于其全像素架构，该架构使传感器能够在所有光照条件下（包括弱光环境）保留更多细节。

安森美提供可扩展的传感器系列，有助于降低系统开发成本和时间，并不断突破技术界限，凭借Hyperlux汽车图像传感器系列，实现了业界领先的120 dB、140 dB甚至150 dB高动态范围（HDR）水平与LFM功能，进一步提升的图像质量，在诸如昏暗角落或亮度变化剧烈的场景等复杂环境下表现尤为出色。这意味着无论在任何条件下，都能为驾驶员提供清晰一致的路况图像，从而提高行车安全。

车载摄像头系统是ADAS的核心，因为它们能够识别物体的颜色、形状和大小。安森美一直致力于提升低旋光性能、HDR、图像质量和清晰度。在此场景下，精准的色彩还原对于视觉处理和决策至关重要。尤其是在夕阳西下时，交通信号灯红色箭头的精准色彩还原，能够充分展现系统在强光条件下辨别细节的能力。

ADAS 前置摄像头框图

应用于车辆前部、后部及环视区域感知的

图像传感器

ADAS的前后及环视感知（含域控制器）等大多数功能模块、器件，均可通过安森美的解决方案获得，像是部署在车辆前部、后部及环视区域的感知技术，包括图像传感器、激光雷达、超声波和雷达解决方案。

以前置摄像头为例，安森美的ADAS摄像头系统架构为前后车视觉提供了一套完整且可扩展的解决方案，该系统首先采用强大的电源输入级，该输入级配备理想二极管控制器、MOSFET和二极管，确保从车辆电池安全高效地供电。电源输入到精密电源管理层，安森美的PMIC、转换器和LDO负责调节电源并将其分配给关键子系统。

系统的核心是图像传感模块，该模块采用安森美丰富的车用级图像传感器产品组合，包括AR0823AT、AR0820AT、AR0826AT和AR0341AT，这些传感器具有高分辨率和低光照性能，专为前后摄像头应用而设计。这些传感器与存储器、逻辑电路和串行器协同工作，实时捕获和处理视觉数据。

安森美的Hyperlux AR0823AT是一款专为ADAS打造的新一代汽车图像传感器，凭借业界领先的动态范围、低光照灵敏度和车规级可靠性，它能够确保车辆在任何条件下（无论白天黑夜、晴天雪天）都能清晰成像。AR0823AT专为满足现代ADAS应用的严苛需求而设计，即使在极端光照和温度环境下也能提供高分辨率成像和稳定的性能。

Hyperlux AR0823AT图像传感器的主要优势包括采用了830万像素分辨率（3840 x 2160），2.1微米像素尺寸，1/1.8英寸光学格式，全分辨率下最高可达60 fps（单次曝光），HDR模式下最高可达40 fps，动态范围最高可达150 dB（双重曝光HDR，带LED闪烁抑制），单次曝光模式下无闪烁HDR动态范围大于120 dB，低光照灵敏度低至约0.03 lux（33毫秒，80℃时信噪比），典型功耗约640–810 mW，最大功耗约940 mW，符合ISO 26262标准，硬件指标达到ASIL-B级，设计流程达到ASIL-D级，并符合AEC-Q100 2级标准（环境温度-40℃至+105℃），支持双MIPI CSI-2输出，可同时传输ADAS和视频流，支持RGGB和RCCB彩色滤光片阵列。

另一方面，AR0823AT拥有极低的功耗，更低的功耗可降低热负荷，简化系统设计，并延长车辆电池寿命，使AR0823AT成为下一代ADAS平台的理想之选。此外，更低的功耗还支持更紧凑、更经济高效的冷却解决方案，从而有助于降低系统的整体复杂性和重量。这种效率对于电动和混合动力汽车尤为重要，因为节省的每一瓦功率都有助于延长续航里程并提高可持续性。

另一款可用于ADAS前置图像传感器是AR0826AT，这是一款尖端的1/1.8英寸CMOS数字图像传感器，专为汽车应用而设计，包括ADAS和自动驾驶。凭借其先进的像素技术、高动态范围和强大的安全特性，它在严苛的汽车环境中树立了性能和可靠性的新标杆。

AR0826AT的主要规格包括采用光学格式1/1.8英寸的传感器，分辨率达到3848 x 2168有效像素（830万像素），像素尺寸为2.1 µm，采用背照式（BSI）DR-Pix技术，以及彩色滤光片阵列，支持RGB和RYYCy可选，动态范围可达140 dB，适用于复杂光照环境，其帧速率最高可达40 fps（3次曝光HDR），30 fps（4次曝光HDR），快门类型为电子卷帘快门，支持的输出接口有4通道MIPI CSI-2，最高速率为1.25 Gbps/通道，可在-40℃至+125℃（结温）的温度范围工作，功耗约713 mW（典型值，全分辨率HDR模式），采用紧凑型11 x 8 mm iBGA封装。

ADAS 前置图像传感器 - AR0820AT

满足多方面 ADAS 功能与安全需求的

图像传感器

ADAS对图像传感器要求许多突出的产品特性，像是支持高动态范围（HDR），传感器端HDR重建结合了灵活的曝光比控制，即使在弱光和高对比度场景（例如隧道、阳光直射、夜间驾驶）下也能实现清晰成像。DR-Pix BSI像素技术则可提供卓越的灵敏度和低噪声，这对于在复杂条件下检测物体和道路特征至关重要。

在功能安全方面，图像传感器的实时安全机制和故障检测需超越ASIL-B标准，并采用ASIL-C流程设计，这对汽车安全性和可靠性至关重要。此外，还需支持灵活的读取和上下文切换，可在多达4个上下文之间快速切换，从而实现多功能系统并快速适应不断变化的环境。

另一方面，多摄像头同步对于ADAS架构中的环视和传感器融合至关重要。还有单色像素合并和缩放，支持2x2相邻像素合并和缩放模式，将可增强了在极低光照条件下的性能，提高了检测精度。

图像传感器还需支持宽广的工作温度范围，必须可在-40℃至+125℃的温度范围内可靠运行，适用于严苛的汽车环境，并通过AEC-Q100 2级认证，达到汽车级可靠性和质量标准，且能够支持多种CFA选项，像是RGB用于标准彩色成像，RYYCy用于在特定光照条件下增强灵敏度和性能。

AR0820AT是另一款可用于ADAS的前置图像传感器，这是一款高性能1/1.8英寸CMOS数字图像传感器，专为下一代汽车应用而设计，包括ADAS和自动驾驶系统。凭借先进的像素技术、卓越的动态范围和强大的安全合规性，AR0820AT即使在最严苛的环境下也能提供卓越的图像质量和可靠性。

AR0820AT的主要规格包括采用光学格式1/1.8英寸图像传感器，分辨率为3840 x 2160有效像素（830万像素），像素尺寸为2.1 µm，采用先进的DR-Pix技术的BSI架构，在复杂光照条件下，HDR最高可达140 dB的动态范围，帧速率最高为60 fps（3次曝光HDR），30 fps（4次曝光HDR），快门类型为电子卷帘快门。AR0820AT支持4通道MIPI CSI-2，最高1.5 Gbps/通道的输出接口，可在-40℃至+125℃（结温）的温度范围下工作，功耗约700 mW（典型值，HDR模式），采用紧凑型11 x 8 mm iBGA封装。

结语

图像传感器的进化正直接推动高级驾驶辅助系统从“被动警示”走向“主动安全决策”。通过高动态范围、LED闪烁抑制、低照度增强及功能安全设计，当今的解决方案已能应对绝大多数边角场景（Corner Cases），显著降低误报与漏报风险。由安森美所推出的图像传感器拥有高帧率、更宽光谱响应，将可与雷达、激光雷达、超声波等传感器实现深层次传感器融合，以构建冗余且互补的环境模型，将可实现真正令人信赖的智能驾驶功能。