众筹网站建设应该具备哪些资质,百度搜索引擎竞价排名,雅安网站建设公司,wordpress图片显示在文章激光雷达(LiDAR)是一种测距技术#xff0c;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#xff0c;随着传感器融合的趋势#xff0c;LiDAR结合成像、超声波、毫米波雷达#xff0c;互为补足#xff0c;为汽车提供全方位感知…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。
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100 m扫描距离、把SiPM 与图像传感器融合的FUSEONE、最新的400 x 100 SPAD 阵列Pandion。 图1典型的LiDAR系统框图
什么是SPAD、SiPM和ToF
SPAD是一种工作在盖革模式(Geiger Mode)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。ToF LiDAR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200 m、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IATF 16949、AEC Q102、-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905 nm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905 nm 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1 x 16 SiPM 阵列和处理电子器件视场角(AoV) 80°x 5.53°脉宽1 ns系统峰值功率400 W系统尺寸22 cm x 18 cm x 13 cm。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
FUSEONE结合200万像素汽车级图像传感器和基于SiPM的闪光LiDAR通过软件应用程序融合摄像机和LiDAR获得目标距离、移动速率等数据高灵敏度的SiPM 探测器和幻影智能算法实现增强的距离能力。由于无需机械式的雷达扫描FUSEONE极具成本优势。该系统采用8个SiPM和2个905 nm激光二极管脉宽20 ns峰值功率80 W接收器光路径采用43 nm带通滤波器Xilinx FPGA 用于边缘处理全波形采集AoV 为25° x 3.6°在户外20 klux的光照条件下行人检测达45 m汽车检测达85 m。
Pandion SPAD阵列实现长距扫描LiDAR
400×100 SPAD 阵列具有CMOS 逻辑器件阵列尺寸14 mm × 3 mm像素间距38.6 um采用卷帘快门读出100通道并行读出被动淬灭主动复位(PQAR)特性可获得5 ns恢复时间击穿电压达3.3 V以上。区别于传统的点云Pandion SPAD LiDAR已形成了图像。 图2Pandion探测不同距离不同反射率的目标 图3Pandion采用光子计数获得的强度图像 图4Pandion在微光水平下的强度图像
总结
SiPM和SPAD技术是实现LiDAR系统中接收器功能的关键基于盖革模式雪崩原理实现紧凑、高增益的传感器安森美半导体是这些技术的市场领袖提供完整的LiDAR方案包括SiPM传感器、SiPM 阵列扫描LiDAR系统、融合SiPM闪光LiDAR和图像的FUSEONE系统以及Pandion SPAD阵列具有强固、性价比高、符合车规等优势并积极研发创新同时为设计人员提供广泛的现场应用支援、相关的应用注释和视频库、产品演示系统、经验证模型的仿真数据等解决设计挑战和推动创新。 摘自https://www.ednchina.com/news/201911181111.html
