Un sensore ottico CMOS da 1,35 Mpixel per sistemi di assistenza alla guida e auto che si guidano da sole

Il nuovo dispositivo combina immagini di altissima qualità con funzioni di supporto conformi ad ASIL che possono accelerare la diffusione dei veicoli autonomi

• Condizioni di notte senza luna giù a 0,005 lux (SNR1 illuminamento)
• Uscita 125dB HDR senza ulteriore circuito integrato ISP
• Luci effetto di sfarfallio ridotto di pulsazione del LED
• Ampia gamma di funzioni di supporto auto-test Asil per sistemi di sicurezza emergenti

Melexis ha presentato la terza generazione di sensori ottici automobilistici introducendo il modello MLX75421 Blackbird. Si tratta di sensore ottico di qualità automobilistica con caratteristiche di acquisizione ad elevato contrasto (HDR, High Dynamic Range) e dotato di un completo set di funzioni di supporto alla sicurezza funzionale (ASIL). È studiato per essere utilizzato nei sistemi per la sicurezza dell'autoveicolo, come impianti di frenatura automatica di emergenza (AEB, Automatic Emergency Braking), specchi retrovisori elettronici e apparati di monitoraggio con telecamere (CMS, Camera Monitor System) nonché impianti di sterzata autonoma di emergenza. Il dispositivo è inoltre ottimizzato per i rispondere alle esigenze dei sistemi di visualizzazione di nuova generazione, come i sistemi di vista surround e retrovisione con rilevamento automatico degli oggetti.

Le funzioni di supporto alla sicurezza funzionale integrate nel chip MLX75421 Blackbird sono specificatamente mirate a facilitare la realizzazione delle funzioni ASIL in modo economicamente molto conveniente. Queste funzioni dedicate alla sicurezza si occupano degli aspetti digitali, ma anche delle funzioni analogiche presenti dei sensori e delle relative interfacce. In pratica, il sensore genera un’informazione di validazione dell’immagine acquisita impostando il flag ‘valid frame’ per ciascun quadro acquisito dopo aver eseguito un esaustivo algoritmo di autocontrollo.

Con una risoluzione di 1344 x 1008 pixel, il sensore MLX75421 Blackbird ha un formato ottico da 1/3”. Ha una curva di risposta HDR con 4 punti ginocchio (punti dove varia la pendenza della curva caratteristica), che garantisce una gamma dinamica HDR fino a 125 dB per ciascun fotogramma. La velocità massima di acquisizione in modalità HDR è di 45 fps (fotogrammi al secondo), mentre 60 fps possono essere ottenuti con la cattura di immagini a 800 righe. Ciò rende il sensore ottico compatibile anche con sistemi a 720p. Il dispositivo funziona in modalità HDR del tutto automaticamente, senza la necessità di un chip di abbinamento supplementare.

Progettato per un funzionamento a basso rumore, il sensore MLX75421 Blackbird ha una corrente oscura inferiore a 5 elettroni al secondo alla temperatura di 25°C e un rumore temporale oscuro inferiore a 4,4 elettroni per un tempo di esposizione di 1/30 s. Queste caratteristiche permettono di ottenere un valore di illuminamento SNR1 pari a 0,005 lux per segnali luminosi con lunghezza d'onda di 535 nm, a un tempo di esposizione di 1/30 s. Il dispositivo funziona su ampio intervallo di temperature di lavoro che va da -40 °C a +115 °C, che ne testimonia la robustezza termica.

“Supportare economicamente la sicurezza funzionale ASIL era una specifica chiave di progetto sin dall'inizio. Per inserire la sicurezza funzionale nel sensore Blackbird, abbiamo sfruttato le grande competenze aziendale sull'argomento maturata da Melexis nella fabbricazione di altri sensori già conformi alle specifiche ASIL (ASIL B e C). Ciò ha permesso di ottenere un sistema di sicurezza funzionale incredibilmente intelligente e ci fa partire in vantaggio nella gestione dei sistemi di sicurezza come gli impianti AEB e altre funzioni autonome per veicoli senza guidatore”, afferma Cliff De Locht, Product Marketing Manager di Melexis.

“Per quasi tutte le funzioni automobilistiche che si avvalgono diuna telecamera, le case e i relativi partner tecnologici ci dicono che occorrono prestazioni al buio molto migliori di quanto viene oggi offerto dai costruttori di sensori ottici. In generale, i guidatori che utilizzano sistemi a telecamera delle precedenti generazioni vorrebbero vederci meglio di sera e di notte. Ci si aspetta anche che le valutazioni delle auto a 5 stelle del programma NCAP (New Car Assessment Program) comprenderanno il riconoscimento di pedoni e biciclette nelle ore serali e notturne. Ecco perché abbiamo dato la massima importanza alla sensibilità delle telecamere e al progetto della silenziosità nello sviluppo della serie Blackbird. Come risultato, abbiamo prestazioni eccellenti in condizioni di scarsa illuminazione e dal punto di vista della gamma dinamica”, conclude De Locht.

La serie di sensori ottici MLX75421 Blackbird comprende di 4 versioni: monocromatica, RCCC, color RGBG e color RGBC. Le prime produzioni sono previste per l'inizio del 2015.