江苏龙网

  1. 首页 > 人文 > >

北京永阳微波商城■SiPM技术的激光雷达解析，于SPAD

什么是激光雷达 ， 它的作用是什么?激光雷达(LiDAR)是一种测距技术 ， 近年来越来越多地用于汽车先进驾驶辅助系统(ADAS)、手势识别和3D映射等应用 。 尤其在汽车领域 ， 随着传感器融合的趋势 ， LiDAR结合成像、超声波、毫米波雷达 ， 互为补足 ， 为汽车提供全方位感知 ， 为迈向更安全的自动驾驶铺平道路 。 安森美半导体提供这全系列传感器方案且技术遥遥领先 ， 在单光子雪崩二极管(SPAD)和硅光电倍增管(SiPM)传感器技术是市场领袖之一 ， 提供完整的LiDAR方案 ， 包括系统、传感器、输出和激光驱动器方案 。
安森美半导体完整的LiDAR方案
1个LiDAR系统有6个主要的硬件功能块：传输、接收、光束转向、光学器件、输出和电源管理 。 典型的LiDAR系统框图如图1所示 。 其中 ， 安森美半导体可提供SiPM/SPAD、激光驱动器参考设计、电源管理、放大与处理以及时序、直方图、点云生成乃至系统等 。 成熟的模拟SiPM产品有C系列、J系列、R系列 。 系统有SiPM阵列扫描LiDAR演示仪(超过100m扫描距离)、把SiPM与图像传感器融合的FUSEONE、最新的400x100SPAD阵列Pandion 。
北京永阳微波商城■SiPM技术的激光雷达解析，于SPAD
文章图片
什么是SPAD、SiPM和ToF
SPAD是一种工作在盖革模式(GeigerMode)的光电二极管 ， 就像光子触发开关一样 ， 处于“开”或“关”状态 。 SiPM是由多个独立的SPAD传感器组成 ， 每个传感器都有自己的淬灭电阻 ， 从而克服单个SPAD不能同时测量多个光子的不足 。 飞行时间(ToF)指给目标发送光脉冲然后传感器接收从目标返回的光所需的时间 。 通过光速和ToF ， 可计算出目标距离 ， 概念很简单 ， 但却受到现实世界诸多挑战 ， 包括苛刻的环境如光照条件、低反射率目标及长距等 。 目前共有两种ToF测量技术：单激光脉冲法和多激光脉冲法 。 单激光脉冲法指每次测量单个脉冲返回的时间 ， 要求高的信噪比(SNR) 。 多激光脉冲法指每次测量多个脉冲返回的时间 ， 通过直方图数据来获得距离 ， 若提高SNR可实现更远距离的探测 。 ToFLiDAR可用于许多应用 ， 如机器人、无人机、工业、移动、汽车ADAS和自动驾驶及增强实境(AR)/虚拟实境(VR)等 。
SiPM和SPAD正成为新兴的LiDAR探测器
SiPM和SPAD可探测距离超过200m、5%的低反射率目标 ， 在明亮的阳光下也能工作 ， 分辨率极佳 ， 且尽可能小的光圈和固态设计实现紧凑的系统集成到汽车中 ， 并极具成本优势 ， 正成为新兴的LiDAR探测器 。
汽车LiDAR传感器要求
1.严格的一致性、由于SiPM/SPAD工作在盖革模式下 ， 所以很难控制产品的一致性 。 安森美半导体是目前全球真正有能力大批量量产SiPM产品的供应商 ， 其提供的数百万传感器的电压和增益非常一致 ， 易于系统校准和降低制造成本 。
2.符合车规(IATF16949、AECQ102、-40至1050C工作温度、符合PPAP)、安森美半导体在汽车生产方面积累了多年的专业经验 ， 有非常完善的车规产品的质量监督和控制体系 ， 从一开始设计就考虑了汽车认证去设计传感器和封装 。
3.在905nm处高的光子探测率(PDE)、安森美半导体的SiPM如今具有同类最佳的PDE ， 超过12% ， 2020年将达30% 。
4.高增益、SiPM的增益是雪崩光电二极管(APD)的1万倍 ， 是PIN二极管的100万倍 ， 串扰<20 ， 提供出色的SNR 。
SiPM阵列扫描LiDAR系统
该SiPM阵列扫描LiDAR含16个905nm激光二极管、1个用于光束转向的机电旋转镜、安森美半导体的单片1x16SiPM阵列和处理电子器件 ， 视场角(AoV)80°x5.53° ， 脉宽1ns ， 系统峰值功率400W ， 系统尺寸22cmx18cmx13cm 。 这系统采用1D阵列同时采样多个垂直点 ， 并结合水平单轴扫描 ， 可获得视场的完整图像 ， 实现长距低反射率目标的实时成像 。
FUSEONE系统：融合图像和LiDAR


推荐阅读


上一篇：「科技控小小」还有一款耳机，网友：值得入手，除了AirPods和beats

下一篇：驱动之家■AI 诊断技术：准确率达 96%，日本正式启用阿里云新冠肺炎