स्वायत्त वाहन HDR कैमरा प्रौद्योगिकी: आगे और सुरंग परिदृश्यों में चरम प्रकाश चुनौतीओं पर विजय प्राप्त करना

स्वायत्त ड्राइविंग का तेजी से विकास अत्यधिक प्रकाश स्थितियों को संभालने में सक्षम उन्नत दृष्टि प्रणालियों की मांग करता है। उच्च गतिशील रेंज (HDR) कैमराप्रौद्योगिकी सुरक्षित नेविगेशन के लिए एक महत्वपूर्ण सक्षमकर्ता के रूप में उभरी है, विशेष रूप से सूर्य के प्रकाश से चमक और सुरंगों और दिन के प्रकाश के बीच अचानक संक्रमण जैसे परिदृश्यों में। यह लेख यह जांचता है कि कैसे HDR नवाचार ऑटोमोटिव धारणा प्रणालियों को बदल रहे हैं, तकनीकी चुनौतियों का समाधान कर रहे हैं, और स्व-चालित वाहनों के भविष्य को आकार दे रहे हैं।

पारंपरिक कैमरे 100dB डायनामिक रेंज (DR) से अधिक परिदृश्यों में उजाले और अंधेरे के बीच संतुलन बनाने में संघर्ष करते हैं। स्वायत्त प्रणालियों के लिए, यह सीमा महत्वपूर्ण विफलताओं का जोखिम उठाती है:

• टनल संक्रमण: अंधेरे से चमक में अचानक बदलाव कैमरों को मिलीसेकंड के लिए अंधा कर सकता है, जिससे वस्तु पहचान में देरी होती है।

• एलईडी झिलमिलाहट: ट्रैफिक सिग्नल और वाहन की हेडलाइट्स जिनमें PWM डिमिंग होती है, स्ट्रोबिंग प्रभाव उत्पन्न करती हैं, जो AI एल्गोरिदम को भ्रामक बनाती हैं।

• रात का दृश्यता: कम रोशनी की स्थिति में पैदल चलने वालों या बाधाओं का पता लगाने के लिए संवेदनशीलता बढ़ाने की आवश्यकता होती है बिना हाइलाइट्स को अधिक उजागर किए।

स्वायत्त HDR कैमरों को चरम विपरीतताओं के बीच विवरण कैप्चर करने के लिए >140dB DR प्राप्त करना चाहिए जबकि वास्तविक समय के प्रदर्शन को बनाए रखते हुए।

1. स्प्लिट पिक्सेल और डुअल कन्वर्ज़न गेन (डीसीजी)

Sony का Subpixel-HDR आर्किटेक्चर पिक्सल को बड़े (कम संवेदनशीलता) और छोटे (उच्च संवेदनशीलता) उपपिक्सल में विभाजित करता है, जो एक साथ 4 एक्सपोजर स्तरों को कैप्चर करता है। यह दृष्टिकोण मल्टी-फ्रेम स्टिचिंग से मोशन ब्लर को समाप्त करता है लेकिन क्रॉस्टॉक और 25% प्रकाश हानि जैसी चुनौतियों का सामना करता है।

सुधार:

• LOFIC (पार्श्व अधिशेष एकीकरण संधारित्र): अधिशेष चार्ज को संग्रहीत करने के लिए संधारित्रों को एकीकृत करके, LOFIC सेंसर एकल एक्सपोजर में 15EV DR प्राप्त करते हैं। DCG के साथ मिलकर, वे अनुकूलनशील लाभ स्विचिंग को सक्षम करते हैं, जिससे गति कलाकृतियों में कमी आती है।

• केस अध्ययन: शियाओपेंग का XNGP सिस्टम LOFIC-सक्षम कैमरों का उपयोग करके सुरंग पहचान की दूरी को 30 मीटर तक बढ़ाता है।

2. क्षेत्रीय मल्टी-एक्सपोजर सेंसर

Canon के औद्योगिक-ग्रेड सेंसर फ्रेम को 736 क्षेत्रों में विभाजित करते हैं जिनमें स्वतंत्र एक्सपोज़र होते हैं, 60fps वीडियो कैप्चर करते हैं जबकि छायाएँ और हाइलाइट्स को संतुलित करते हैं। जबकि प्रारंभ में सुरक्षा के लिए, यह "पिक्सेल-स्तरीय HDR" ऑटोमोटिव एज डिटेक्शन को बढ़ा सकता है।

3. एआई-चालित इमेज सिग्नल प्रोसेसिंग (आईएसपी)

डीप लर्निंग एल्गोरिदम अब HDR आउटपुट को इस प्रकार परिष्कृत करते हैं:

• गति मुआवजा: बहु-एक्सपोजर कैप्चर से फ़्रेमों को संरेखित करना।

• एलईडी झिलमिलाहट दमन (LFM): एलईडी PWM चक्रों के साथ सेंसर रीडआउट का समन्वय।

• शोर में कमी: महत्वपूर्ण क्षेत्रों (जैसे, सड़क चिह्न) को प्राथमिकता देना जबकि अप्रासंगिक शोर को दबाना।

उदाहरण: ON सेमीकंडक्टर के LFM-सक्षम सेंसर टनल प्रवेश परिदृश्यों में झिलमिलाहट के कलाकृतियों को 90% कम करते हैं।

HDR प्रौद्योगिकी केवल एक क्रमिक सुधार नहीं है बल्कि स्वायत्त ड्राइविंग सुरक्षा के लिए एक मौलिक स्तंभ है। LOFIC और AI-संवर्धित ISP जैसी नवाचारें अत्यधिक प्रकाश में कैमरों की क्षमताओं की सीमाओं को आगे बढ़ा रही हैं। जैसे-जैसे उद्योग स्तर 4/5 स्वायत्तता की ओर बढ़ता है, HDR सिस्टम सूरज की रोशनी, सुरंगों और शहरी चमक द्वारा उत्पन्न "अदृश्य बाधाओं" को पार करने में केंद्रीय बने रहेंगे।