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基于安森美半导体的激光雷达LiDAR技术设计方案

2022-04-18 00:58分类:传感器 阅读:

 

毫米波雷达(LiDAR)是一种激光测距技术性,近些年愈来愈多地用以车辆优秀安全驾驶輔助系统软件(ADAS)、图像识别和3D投射等运用。特别是在在轿车行业,伴随着感应器结合的发展趋势,LiDAR结生成像、超音波、毫米波雷达,相互之间补充,为车辆给予多方位认知,为迈进更可靠的无人驾驶借水行舟。安森美半导体材料给予这系列产品感应器计划方案且技术性名列前茅,在单光子山崩二极管(SPAD)和硅光电倍增管(SiPM)传感技术是销售市场领导者之一,给予详细的LiDAR计划方案,包含系统软件、感应器、輸出和激光器控制器计划方案。

安森美半导体材料详细的LiDAR计划方案

1个LiDAR系统软件有6个具体的硬件配置功能块:传送、接受、光线转为、电子光学元器件、輸出和电池管理。典型性的LiDAR系统结构图如图所示1所显示。在其中,安森美半导体材料可给予SiPM/SPAD、激光器控制器参照设计方案、电池管理、变大与解决及其时钟频率、条形图、云数据转化成甚至系统软件等。完善的仿真模拟SiPM 商品有C系列产品、J系列产品、R系列产品。系统软件有SiPM 列阵扫描仪LiDAR 演试仪(超出100 m扫描仪间距)、把SiPM 与光学镜头结合的FUSEONE、全新的400 x 100 SPAD 列阵Pandion。

图1:典型性的LiDAR系统结构图

什么叫SPAD、SiPM和ToF

SPAD是一种工作中在盖革方式(Geiger Mode)的光电二极管,如同光量子开启电源开关一样,处在“开”或“关”情况。SiPM是由众多单独的SPAD感应器构成,每一个感应器均有自身的淬灭电阻器,进而摆脱单独SPAD不可以与此同时精确测量好几个光量子的不够。航行時间(ToF)指给总体目标推送光单脉冲随后感应器接受从总体目标回到的光所需的時间。根据光的速度和ToF,可估算出总体目标间距,定义非常简单,但却遭受现实世界众多挑戰,包含严苛的自然环境如阳光照射标准、低透射率总体目标及长距等。现阶段一共有二种ToF精确测量技术性:单激光器单脉冲法和多激光器单脉冲法。单激光器单脉冲法是每一次精确测量单独单脉冲回到的時间,规定高的频率稳定度(SNR)。多激光器单脉冲法是每一次精确测量好几个单脉冲回到的時间,根据条形图数据信息来得到间距,若提升SNR可完成更长距离的检测。ToF LiDAR可适用于很多运用,如智能机器人、无人飞机、工业生产、挪动、汽车ADAS和无人驾驶及提高实境(AR)/虚拟实境(VR)等。

SiPM和SPAD正变成 新型的LiDAR探测仪

SiPM和SPAD可检测间距超出200 m、5%的低透射率总体目标,在光亮的太阳底下也可以工作中,屏幕分辨率极好,且尽量小的焦距和固体设计方案完成紧密的信息系统集成到车辆中,并具有成本费优点,正变成 新型的LiDAR探测仪。

车辆LiDAR感应器规定

1. 严苛的一致性

因为SiPM/SPAD工作中在盖革方式下,因此 难以操纵设备的一致性。安森美半导体材料是现在全世界真真正正有实力大批批量生产SiPM商品的经销商,其带来的上百万感应器的工作电压和增益值十分一致,便于系统软件校正和减少生产制造成本费。

2. 合乎车规(IATF 16949、AEC Q102、-40至1050C操作温度、合乎PPAP)

安森美半导体材料在车辆生产制造层面累积了十几年的技术专业工作经验,有十分健全的车规商品的质监和操控管理体系,从一开始设计方案就考虑到了车辆验证去设计方案感应器和封裝。

3. 在905 nm处高的光量子检测率(PDE)

安森美半导体材料的SiPM现如今具备类似最好的PDE,超出12%,2020年将达30%。

4. 功率放大

SiPM的收获是山崩光电二极管(APD)的1千倍,是PIN二极管的100千倍,串扰

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