Hybrid-Bildsensor überwacht Innenraum im Auto

SENSORIK AUTOMOTIVE

Der nach dem Rolling-Shutter- und Global-Shutter-Prinzip arbeitende Hybrid-Bildsensor VD/VB1940 von STMicroelectronics kann sämtliche Insassen eines Fahrzeugs überwachen.



Der Doppel-Bildsensor überwacht sämtliche Insassen eines Fahrzeugs und prüft, ob die Sicherheitsgurte angelegt realisiert eine Vitalzeichen-Überwachung, detektiert zurückgelassene Kinder und erledigt Gestenerkennung sowie Video- und Bildaufzeichnung.


Der Sensor VD/VB1940 kombiniert ...

die Empfindlichkeit und Auflösung von Infrarot-Bilderfassung mit der HDR-Farbbildaufnahme (High Dynamic Range) in einem Baustein . Er kann Bilder wahlweise im Rolling-Shutter- oder Global-Shutter-Modus aufnehmen und ist mit seiner Auflösung von 5,1 Megapixeln in der Lage, neben den qualitativ hochwertigen NIR-Bildern (Nah-Infrarot) herkömmlicher DMS-Sensoren (DMS: Driver-Monitoring System, Fahrerüberwachungssystem) auch die für ein Insassen-Überwachungssystem (Occupant Monitoring System, OMS) erforderlichen HDR-Farbbilder aufzunehmen.

DMS-Applikationen detektieren mit NIR-Bildern die Kopf- und Augenbewegungen der am Steuer sitzenden Person unabhängig von den jeweils herrschenden Lichtverhältnissen.


Technische Details

Der Automotive-Bildsensor basiert auf der 3D-Stacked BSI-Wafertechnologie (Back-Side Illuminated) der zweiten Generation von ST. Zu den im Chip verarbeiteten Algorithmen gehören die Bayer-Konvertierung und das HDR-Merging für optimale Bildqualität und Framerate. Die on-chip erfolgende Bayer-Verarbeitung macht es möglich, die 4x4-Struktur der RGB- und NIR-Bilder in das zu einer Vielzahl von SoCs kompatible RGGB-Format umzuwandeln. Abgesehen davon übernimmt die lokale Verarbeitung auch die unabhängige Pixelbelichtungs-Optimierung für Farb- und NIR-Bilder, um in beiden Betriebsarten die bestmögliche Bildqualität zu erzielen. Durch intelligentes Upscaling wird durch Erfassung zusätzlicher NIR-Informationen aus den RGB-Pixeln eine maximale Auflösung der NIR-Bilder erreicht.

Der eingebettete Prozessor dient der verbesserten Cybersicherheit, damit in vernetzten Fahrzeugen der Datenschutz gewährleistet ist. Es geht dabei um die gegenseitige Authentifizierung, die Kopplung von Kamera und ECU und die Authentifizierung des Videostreams.

Der Sensor erfasst NIR-Bilder im Global-Shutter-Modus, was die Synchronisierung mit der Infrarot-LED erlaubt, um schnelle Bewegungen ohne Unschärfen aufnehmen zu können. Durch die zusätzliche Unterstützung des Rolling-Shutter-Modus, in dem die Pixel zeilenweise ausgelesen werden, liefert der VD/VB1940 eine optimale Farbbild-Performance. Mit dem chipintegrierten HDR-Merging im Rolling-Shutter-Modus produziert der VD/VB1940 Farbbilder in voller Auflösung und mit einem Dynamikbereich von 100 dB.


Verfügbarkeit

Der AEC-Q100-qualifizierte VD/VB1940 ist zusätzlich ISO-26262-konform, was den Einsatz in Functional-Safety-Systemen bis ASIL-B ermöglicht. Der Bildsensor wird bereits bemustert - sowohl als Wafer (VDB1940) als auch mit BGA-Gehäuse (VB1940). Der Anlauf der Massenfertigung ist so geplant, dass der Bedarf für die derzeit in der Entwicklung befindlichen Fahrzeuge des Modelljahres 2024 gedeckt werden kann.

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