2023汽車半導體生態峰會 || 睿創微納肖航：紅外傳感器為ADAS主動安全助力

以“鏈啟芯程 · 智造未來”為主題的“2023汽車半導體生態峰會暨全球汽車電子博覽會”，由廣東省工業和信息化廳、深圳市工業和信息化局、中國能源汽車傳播集團指導，《中國汽車報》社主辦，愛集微承辦，于2023年9月26日至27日在深圳福田會議中心隆重召開。

本屆峰會堅持行業領袖峰會的高端定位，全面助力產業間深度融合與創新，推動上下游產業鏈伙伴攜手合作，共同構建具有全球競爭力的汽車科技創新新生態。

峰會現場，多領域、多視角開展的20場特色活動，囊括主峰會、技術研討、項目路演、專業展覽、交流盛宴等，匯聚政、產、學、研、用、投等多個產業圈層，圍繞全球及中國汽車半導體產業熱點展開交流，峰會重點聚焦新技術、新趨勢，深入剖析汽車半導體各細分領域的發展機遇和挑戰，近百個精彩紛呈的演講，共同呈現出一幅專業而全面的思維圖景。

其中，在9月26日舉辦的“ADAS與自動駕駛專場”，煙臺睿創微納技術股份有限公司產品經理肖航做了題為《紅外傳感器為ADAS主動安全助力》的精彩演講。以下內容為現場演講實錄：

肖航：各位嘉賓、各位行業伙伴下午好！我是肖航，負責睿創微納車載產品線的產品和技術方向，下面由我給大家介紹一下紅外熱成像對輔助駕駛尤其是安全駕駛的助力和提升。

煙臺睿創微納技術股份有限公司產品經理 肖航

我的匯報分為四個方向：第一是紅外熱成像簡介。紅外熱成像對我們整個行業來講是一個比較新的傳感器，首先給大家介紹一下紅外熱成像的基本原理以及產品的原理。第二是紅外傳感器的應用場景和價值的體現。紅外熱成像對安全駕駛或者輔助駕駛的行人安全、行車安全的提升有比較顯著的價值提升，在不同的場景有一些應用，我會用視頻給大家做一個展示。第三是我們的市場動態和展望，我們公司在車載行業推動紅外熱成像上車已經做了七八年的時間，也獲得了一些市場的認可和進展，跟大家做一些討論。第四部分，因為我們是在紅外熱成像里面的頭部企業，也花點時間讓大家對我們有一個簡單的了解。

前面聽了一些嘉賓的介紹，上午也聽了一些其他論壇的嘉賓匯報，首先感受到行業內的朋友都是希望輔助駕駛或者自動駕駛能夠盡快地提升使用者的用戶體驗，能夠為整個行業帶來突破。紅外熱成像作為其中一個感知的部分，我們能夠提供的價值可能更多的是在安全方面。無論是對于駕車者，還是對于交通道路的參與者來說，安全都是最后的底線。

先介紹一下紅外熱成像的原理。左邊這個圖比較直觀地介紹了紅外熱成像的原理，它接收大氣中的紅外輻射。紅外輻射是無處不在的，高于絕對零度（-273攝氏度）的物體都在不斷輻射紅外線，而大氣窗口在紅外波段存在三個傳輸窗口，也是紅外主要的區分，一個是1.5-2微米地短波，然后是中波，還有一個是8-14微米的長波，我們的技術主要就是長波紅外。在這里面還有一個大家熟悉的是近紅外的波段，比如DMS等，這些都屬于紅外線。所有的物體都會輻射紅外線，我們會把這些輻射的紅外線通過光學去收集，并且聚焦在紅外傳感器上，就跟可見光攝像頭一樣。探測器是紅外熱成像里面重要的傳感組件，就像攝像頭的傳感器一樣，把RGB轉成可視的圖像。我們的探測器也是把紅外波段轉化為圖像，下面這個就是我們把輻射轉化為圖像的過程。

右邊這個圖做了一個直觀的感受，在可見光相機拍到的圖像和熱成像的相機拍攝的圖片做的對比，從這里面可以得到兩個信息：第一，熱成像更多的像是一個灰度圖，甚至可以說是一個黑白照片；二是空氣中的漂浮物、顆粒物，這些在輔助駕駛里面是比較有干擾的一些點，紅外熱成像可以把這些物質的干擾排除。

剛才介紹了紅外熱成像的傳感技術。這個技術要裝到車上，肯定要做成攝像頭的模式，這里放了一個攝像頭的爆炸圖，它和可見光的攝像頭大同小異，主要區別在于：首先它有一個紅外的光學窗口，擋風玻璃沒有辦法透過長波紅外，所以必須裝在車外，主要是裝在前格柵或者是車底，要對它的鏡頭進行碎石沖擊的保護，要有自動除霜功能的載體。紅外傳感器是它最核心的組件，也是和光學傳感器最大的差異。再往下是處理電路，因為探測器輸出的信號位寬以及輸出的DVP格式有些差異，所以我們目前的處理電路也是跟可見光略有不同，但是未來的發展趨勢是相同的。最后是編碼芯片，這一塊是可見光是一樣的?？傮w來說，紅外攝像頭在探測器的核心技術上，在其它行業已有量產應用，在車上我們也通過了相關的標準認證，上車的技術比較成熟，我們現在也發現有些應用案例是具備價值的，在推廣過程中也獲得了一些進展。

傳感器的原理介紹完了，這里有一個視頻，給大家一個更直觀的感受。這就是我們在煙臺總部拍的視頻，我們可以看到幾個信息，首先它是130萬的分辨率，像元間距12微米，也是目前在車載應用或者其它大批量應用里面非常成熟的傳感器配置。圖片里面的船、水波紋或者是橋都非常清晰，尤其是這些水波紋，需要傳感器對于熱量有極高的靈敏度，能分辨0.03攝氏度的差異，這樣才能看到水波紋的變化。

2021年4月份，我們在全球首發了8微米像元尺寸1920×1080的探測器模組，目前這款探測器在工業和安、消防方面有一些應用。

這個圖像是在煙臺港，我們在距離它幾公里之外拍攝了這樣一個圖片，可以看到“煙臺港職工活動中心”這些文字被我們清晰捕捉到，包括船的細節、道路、護欄的細節都能被捕捉到，這時候可以看出來跟黑白圖像基本上沒有什么差別了。

講完了最新的技術，給大家看兩段視頻，目前我們在車載領域也獲得了一些自動駕駛公司或者量產乘用車的應用，它們的效果用這兩個視頻來展示。左邊是130萬像素，右邊是30萬像素，右邊這個產品主要是在乘用車上用得比較多，價格可接受，性價比也比較高。左邊是商用車或者是自動駕駛車輛的應用，成本相對高一些，但是在商業化場景中也能接受。這里標注了不同的場景，比如學校、小區道路等，這些都是我們實車去拍攝的紅外熱成像視頻。這是在小區里面，可以看到我們對行人、車輛、道路的邊界、樹木的識別，這是在2021年9月份拍的，在晚上都有非常清晰的呈現。我們可以把它理解為夜晚或者是低光照下的可見光。

右邊這個視頻是30萬像素分辨率的產品，這也是車規級攝像頭模組實拍的圖像，在仰望U8、大運以及滴滴的一些量產車型上都有裝配。

第二部分，介紹一下紅外熱成像的應用場景和價值。目前來講從0做到90%很簡單，從90%做到99%需要花費非常大的工作量，我們可能現在還沒有涉足到99%到接近100%的賽道，但是我們紅外熱成像是能夠彌補這些缺陷，做到從90%到接近100%。

這是一個匯總頁，這一頁主要介紹了智能駕駛或者輔助駕駛的安全痛點場景。首先是晚上夜視。為什么夜視排在最前面呢？在全球的視角來看，這個紅外熱成像不是現在被我們提出的，它其實首先是被海外的公司提出的夜視安全應用，隨著夜視功能的發展，AI識別的應用會進入到人車和動物的感知，進而演變到對自動駕駛或者高階輔助駕駛的應用的需求，不僅是夜光或者是燈光的情況下，也要彌補可見光和激光雷達覆蓋不了的場景，這就有了霧天、眩光、雨天和雪天的場景。

首先介紹一個最本征的夜視的情況，這里就是和可見光做的同步測試，這是兩個攝像頭做的后期視頻處理，右邊就是剛剛有展示過的30萬像素的車用分辨率，這個圖我們做的是一個黑熱的模式，相當于一個特殊的色彩處理，為了適應人的觀看習慣，當然也可以把它設置為不同的顏色，可以做偽彩色的處理。如果是給AI識別，我們傾向于推送原始數據，直接送進去做訓練，這樣就能完整地利用我們能識別0.03攝氏度溫差的靈敏度。

我們可以看到，在夜視的場景下，紅外熱成像能夠提供非常開闊的視野的感知能力，它不會受到光線或者路燈的限制，因為它是8-14微米，所以它基本上不會受到我們肉眼能看見或者不能看見的影響，所有的物體都能看見，在整個自然界中，這一小部分的溫度下，我們把它做一個拉升，做細節的突出。

第二個是雨天的場景，這個場景疊加了人車的識別，可以看到右邊對人、車是做了不同的顏色識別，目前我們能做6類目標識別，海外還能做動物的識別，尤其是北美那邊的鹿比較多，國內這種場景可能相對較少，所以這種訓練的數據集也會相對較少一些。左邊這個是我們車規級相機實拍的介于小雨和中雨之間的晚上場景。

這里是監控視角下，可見光和熱成像視角圖像的對比，這個封面就可以看到，右邊是有一個人進入到了監控區，可見光里面是非常難看到的。待會兒我把這個視頻打開，可以看到這個人從上面走下來，我們在播放這個視頻的時候很難發現這里有個人。

這個雪是非常大的，但是紅外熱成像依然能保證對一些活體的檢測，活體是溫度相對較高的物體，對其識別率或者感知能力是能夠得到比較好的保證，當然它會有一些衰減，因為相比于剛剛放的視頻，畫面會糊掉一些，但是對于行人這一塊的感知能力還是保留有相當大一部分的水準，這也是我們本次的主題，針對安全駕駛的助力，或者更聚焦一點，對于行人或者動物活體的安全駕駛的助力。

這一塊是眩光的場景，眩光也屬于光線條件的一種，比如車燈眩光、太陽眩光、路燈、眩光，以及我們的夜視，都是光線的變化，紅外熱成像的感光波段是8-14微米，它跟駕駛員的感知維度是完全不同的。

這是車燈眩光，左邊這個圖像看起來是有車燈和路燈的，我們的紅外熱成像對于這種場景的人物的感知能力是非常好的。

這是霧天實拍的兩個視頻，第一個視頻中對道路邊緣、高架上的車輛有比較好的區分度，包括遠處的標牌、高樓、下高架的匝道，對這些道路區域都有比較好的展示。下面這一頁是快要進入隧道的情況，剛剛有嘉賓也講到在雨天和進隧道的時候他們有比較好的技術解決方案，可見光有很好的技術來解決，熱成像則是從物理層面解決的，它的感光波段不會受到光線的影響。

這些是我們日常生活中在街道上會有下水道冒出來的團霧，這對我們來講也是比較常見的問題，尤其是一些多山的區域，或者陰雨的天氣，它可能常年被霧天籠罩。

這個是模擬霧霾或者揚塵的場景，這兩個視頻可以結合一起看，一個是模擬出來的場景，還有一個是紅外熱成像和可見光實際測試的場景。因為紅外熱成像識別的波長比較長，對顆粒物的排除能力比較強，基于這張圖，在比如礦卡、地下的礦井，灰塵或者霧氣比較大的場景，對紅外熱成像的需求是比較強烈的，現在我們有比較多的礦卡合作項目在進行。

這一頁是我們駕駛場景介紹的最后一頁，我們放了一些基于紅外傳感器的AI算法。首先是目標檢測，這也是各大主機廠前裝量產里面都會用到的，主要是6類目標。我們的分辨率是30萬像素，相對于可見光沒有那么大，所以我們的算力需求也是比較小的。我們也有車線檢測，它也比較受限于環境，在限定場景下可以做到使用?？赡茉谟晏旎蛘呤堑缆纺p特別嚴重的情況下會失效，所以這個只能作為可見光的補充。再下一個是可行駛區域，我們在鄉村道路上行駛，沒有明顯的護欄或者沒有明顯的車道線，再疊加晚上的場景，鄉村道路上肯定不會有任何的路燈，在這種情況下道路的可行駛區域，通過紅外傳感器能得到比較好補充。

第三部分是關于我們的量產情況的市場進展和推廣。剛才講到，2000年的時候海外就有企業推出夜視系統，在凱迪拉克上進行了第一款前裝，到現在已經推出了第四代，第五代即將推出，在第四代已經接入到ADAS里面了，它應用的是可見光+毫米波雷達+熱成像做的AEB系統后融合的功能感知。目前在海外年出貨量有數十萬套，主要是麥克納在做。近幾年有很多新車型都有規劃搭載這些產品，包括沃爾瑪、奧迪、寶馬、奔馳、凱迪拉克都有大規模的在搭載。近幾年他們也開始采用了國內的熱成像系統或者是基于熱成像ADAS系統的推廣工作。

目前全球主流的自動駕駛廠商，以Waymo為首的無人駕駛的無人卡車，國內有滴滴，還有無人配送的小車、無人公交，都采用了紅外熱成像，有的還不止采用一顆，會有基于超遠的300米到500米的距離，兼顧不同的視場角。

4月份在上海車展已經看到國內前裝的紅外熱成像的一些車型，比如說遠航、比亞迪仰望、方程豹等后續很多車型都有規劃紅外熱成像上車，奧迪和凱迪拉克也會有紅外熱成像上車。目前紅外熱成像已經做到了人車識別和預警功能，下一步要做的是希望跟行業內更多的方案或者算法的合作伙伴，把它真正融入到ADAS功能里面。

紅外熱成像基于前裝預警系統的框架是目前的量產方案，紅外熱成像有單獨的域控，會接到車機，在儀表下做顯示，并且會做到方向盤或者是一些報警聲的提示。同步也有做前裝ADAS框架，跟可見光、雷達同步接入到中央域控，做一個感知的前融合或者后融合，最后也是接入到車型的規控里面。

最后介紹一下睿創微納。剛剛講到紅外熱成像的原理，它的價值場景以及市場動態和展望，我們在行業內也推廣了七八年，目前增長的態勢是看得見的，可能跟激光雷達前兩年的趨勢有點像，因為它需要增加一些新的功能，需要解決長尾效應，以及用戶對安全駕駛的重視。

這是我們公司的煙臺總部，在海邊，占地有幾百畝，我們自建了我們的模組工廠和fab廠（集成電路制造的工廠、車間），可能和中芯國際這樣的廠相比我們的規模還是比較小的，但是在紅外熱成像細分領域我們是行業數一數二。我們從2021年就已經做到產品發布，全球領先，在技術上也也是達到了全球數一數二的地位。我們的定位是全球領先的紅外成像芯片廠商，這里面有幾點：第一是我們專注在紅外熱成像這個領域，這是我們的核心業務；第二，我們在產品和技術上是全球領先的；第三是我們專注于芯片，同時我們還有多維感知，包括現在也有激光雷達、毫米波雷達，以及貫導、熱電堆等很多傳感器，主要是硬件傳感器的自研。其實紅外激光和微波方面我們都是有比較重要的軍品業務，因為這些都是在軍品業務上最先開始應用，然后轉到工業應用甚至民用。

我們公司是十三五和十四五的核高基國家項目的唯一牽頭單位，十三五已經完成，評級是優秀。在國家級項目里面來講，我們作為一個民營公司，可以展現出在行業里面的地位。

同時我們是全球首發8微米像元尺寸200萬像素非制冷紅外探測芯片，像元做小的話，對應用場景的提升是非常有幫助的，但是把像元尺寸做小并且維持性能，在業內是一個突出的難題。目前我們解決了這個難題，并且工程化量產，在這方面是走在世界最領先位置的。

我們也是國家高新技術企業，我們也是科創板首批上市企業。我們公司2009年成立，2015年發布國內首款非制冷紅外探測器，從2015年到2021年，我們基本上在引領國內的紅外探測器技術和產品發布。到2021年，我們發布了全球首款8微米紅外芯片。

這兩年我們專門針對車載做了幾個事情：一是提升可靠性，所以我們做了AECQ100和功能安全的相關研制工作；二是為了把紅外熱成像的成本降低，我們把8微米的技術、圖像處理和電路的技術轉化到工程化方面，獲得我們在乘用車上越來越多的定點。

在人才儲備方面，我們公司有接近300名員工，研發人員占比接近50%，有1300多人，其中碩博有600多人。因為我們做的是芯片研發，這是國內少有能夠引領全球的企業，就是因為我們在人才和技術方面有很大的投入，我們的研發投入每年都是保持營收的10%-20%占比。同時我們也有多光譜傳感器研發能力，剛才講了我們的近紅外激光雷達，還有短波、中波、長波，以及微波和太赫茲，都有形成規模，每個方向都有幾個億的銷售額，當然最多還是長波紅外的軍用、民用和工業應用。

我們公司雖然在這個細分領域屬于頭部，但是對于車載來說，我們還只能算是一個中型公司，我們還要跟行業內更多的方案公司和算法公司合作，甚至依托各大主機廠，共同把功能做好、做成熟，做到更多的應用。

我們公司的專利數量也是遙遙領先的，目前授權的已經有1000多件專利，其中在芯片和模組應用、算法層面都有很多專利。我們公司的品牌在海外是非常知名的，因為我們有比較優良的圖像品質，產品得到了海外比較好的認可，英飛睿品牌在行業內也是家喻戶曉。

作為行業頭部的公司，我們也建立了全球首個紅外開源平臺，這里面包括基于紅外熱成像的AI算法，還有免費的數據集提供，供合作伙伴做算法研究，我們也能夠提供人力支持以及產品定制、樣機服務，也供給我們深度合作的伙伴做一些項目。