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英飞凌:3D ToF如何实现智能汽车的差异化优势

英飞凌科技(中国)有限公司飞行时间 (ToF) 产品市场经理颜伯烨表示,英飞凌作为半导体解决方案的全球领导者,在汽车、电源管理、物联网领域都有布局。3D数据通过生物识别汽车访问,可实现反欺诈人脸识别验证,还可以实现直观的人机交互界面,提高被动安全性。

颜伯烨 | 英飞凌科技(中国)有限公司飞行时间 (ToF) 产品市场经理

同时他还表示,英飞凌3D飞行时间技术可以达到以下五点:一是3D数据通过智能功能实现差异化优势和新服务,同时符合相关法规;二是IRS2877A可实现尺寸和成本优化;三是市场上唯一符合ISO26262 标准的 ToF 成像仪;四是经过市场验证、功能强大的系统合作伙伴生态系统;五是独特的舱内传感组合。

以下为演讲内容整理:

英飞凌是一家追求低碳化和数字化的全球半导体解决方案公司,目前在全球拥有56000名员工。在市场方面,英飞凌的汽车功率器件处于全球领先位置,在微控制器方面位居第五。想要让汽车更智能化,英飞凌认为首先需要让汽车和人一样以后不同的感知,英飞凌有多种不同的传感器对应人的五感。在舱内感知,听觉有硅麦克风,嗅觉有二氧化碳传感器,视觉有60GHz雷达和3D飞行时间技术。演讲的重点将围绕3D ToF展开。

3D ToF

图源:嘉宾演讲材料

英飞凌的3D ToF可提供最强大的周围环境数据监测,包括距离测量和 2D-IR 图像。与一般2D摄像头不同的是,最后得到一组深度图和一组灰度图,其数据不受环境光线变化的影响。

未来,“驾驶员变成乘客”,“汽车内部成为客厅”、“更直观的人机交互界面”、“高端信息娱乐系统”、“无人驾驶”、“灵活的座椅调节”、“四个轮子上的智能手机”、“互联汽车”、“新服务”、“个性化用户体验”等等对内饰的需求都可以通过3D ToF实现,且满足法规需求。

图源:嘉宾演讲材料

将3D深度讯息落实到实际应用场景,可以分为三个部分,第一部分是结合人脸识别的驾驶员监控系统,第二部分是利用人脸识别解锁车门,第三部分是结合手势识别的智能安全气囊,用于乘客监控系统。

首先是驾驶员监控系统DMS。通常摄像头针对驾驶员的视场角较小,可以将其安装在车厢内A柱的地方安装位置或方向盘前面,DMS可以进行传统驾驶员监控,头部位置追踪頭部位置追蹤,或者眼睛是否打开,视线是否在正前方等问题。如果问题发生,驾驶系统可以提醒驾驶员出现分心或疲劳行为。结合3D深度讯息,还可以进一步进行人脸识别和活体认证,用户可以获取私人数据,或者车厂提供付费服务,并使用人脸进行支付认证。还可以通过追踪用户眼睛的视线,确保HUD和后视镜与眼睛保持最佳距离。这个功能仅需替换一个ToF的DMS摄像头即可完成。JUNGO利用英飞凌的产品制作的DMS方案中,当用户的视线和眼睛位置被识别出来不在正前方,就也会相应的数据提醒和提示警告。当戴上面具尝试绕过系统时,会被系统告知活体认证失败

然后是生物识别汽车访问。可以将人脸识别应用于车窗外的车门解锁。我们可以将摄像头安装在车门外B柱的地方,当人靠近车时自动解锁,同时还可以在打开门的瞬间将个人化讯息同步到车舱内。如果下次不小心忘记手机或钥匙,就可以用这种方式开门。

图源:嘉宾演讲材料

英飞凌的合作伙伴OMS也用英飞凌的产品提供了一套解决方案,搭配了雷达和低功耗红外线摄像头,可以提前唤醒系统。从人靠近车,到识别出人脸,再到解锁车门用不到一秒钟。

回到车舱内乘客监控系统OMS。英飞凌除了可以用ToF摄像头做最简单的监控,还可以整合3D数据进行人体建模,用这个功能判断乘客的体型重量,进行乘客分类,来取代原有的安装在椅子里的重量传感器。通过追踪坐姿、脊椎位置,提供最好的座椅位置。系统还可以在监测到驾驶员长时间开车感到疲劳后,打开椅子按摩功能。下车时还可以使用儿童检测功能,提醒父母是否将孩子遗留在车内。此外,还可以进行人机交互界面,如手势控制。原本需要用按钮控制的物品,可以通过手势和娱乐系统进行互动,预先判断肢体语言。例如驾驶员或乘客伸手拿东西时,可以提前打开这个区域的照明。

ArcSoft也基于此有一套手势控制解决方案。通过手势对应屏幕中的部分,完成拖拉视频进度条、调整音量大小、退出视频等操作。

在安全议题上Euro NCAP提出,在2030年,可以通过驾驶员监控里的乘客分类和驾驶过程中对乘客的监控,让舱内监控技术还可以确保其他安全功能更加稳健。Euro NCAP 将考虑安全气囊的展开参数和适合乘客体型、重量的安全带负载限制器,如果以后车辆不小心发生意外,安全气囊可以根据人的体型做不同的展开。同时产品是符合ISO26262标准的。

信息时刻都在改变,车上系统需要随时知道乘客或驾驶者调整坐姿或椅子位置,安全气囊也需要根据弹出力度和角度判断安全带是否被正确系上,或检测手是否在方向盘上。ToF摄像头也可取代普通安装在方向盘里的电容传感器,这对未来人车交接安全机制来说非常重要。Simi通过英飞凌产品完成的乘客监控解决方案,包括人体建模、方向盘脱手检测、脊椎位置以及坐姿等,全部都是通过ToF摄像头完成。

快速总结一下,在乘客监控系统OMS中,可以用一个ToF摄像头取代重量传感器、安全带传感器,以及方向盘里的电容传感器,完成乘客分类、脊椎追踪、直观的人机交互界面、手势和肢体语言、智能安全气囊和安全装置、灵活的座椅位置调整。

在产品上,英飞凌现在有IRS2877A和IRS2877AS。这是已经被国内外许多车厂采用的产品,是符合ISO26262产品标准的车规级成像仪,采用塑料BGA封装,图像圈比前一代缩小50%,所以集成模组的尺寸也会相对变小很多,安装在车厢里时不会产生突兀的感觉。

图源:嘉宾演讲材料

英飞凌将通过SD飞行时间技术助力汽车智能化发展。同时,英飞凌英菲林还有一系列不同传感器,帮助汽车建构更完善的舱内智能座舱。

(以上内容来自英飞凌科技(中国)有限公司飞行时间 (ToF) 产品市场经理颜伯烨于2023年7月11-12日在2023智能座舱车载显示与感知大会发表的《3D ToF 如何实现智能汽车的差异化优势》主题演讲。)

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  • 原文链接https://page.om.qq.com/page/Oj-1BC4i5OoXtohv-pkvVidg0
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