東芝布局汽車LiDAR半導(dǎo)體業(yè)務(wù) 多項新技術(shù)助推探測距離翻番

　　利用新指標去除錯誤探測

　　但是，在進行平均處理時，會產(chǎn)生一種被稱為“距離聚集(簇)”的現(xiàn)象，在以往的錯誤檢測消除方法(消噪方法)中，有可能導(dǎo)致來自遠處物體的正確的探測結(jié)果被消除(圖5)。根據(jù)傳統(tǒng)方法，例如，使用亮度作為指標，根據(jù)遠距離圖像的每個像素的大小是否超過閾值來判斷/去除噪音(圖6)，有可能造成錯誤檢測。

　　圖5 平均處理中的距離聚集問題

　　圖6 傳統(tǒng)的噪聲去除方法對聚集噪音不夠有效

　　為此，東芝開發(fā)了一種算法，通過使用另一種被稱為“信賴度”的指標來消除錯誤檢測。東芝研究發(fā)現(xiàn)：“簇大小(N)”與亮度(L)平方的乘積與常數(shù)值(a)的相關(guān)性(N= a/ L2)，并基于此設(shè)置“信賴度”，排除錯誤檢測(圖7)。此外，該算法能夠用小規(guī)模且低功耗的電路來實現(xiàn)，電路規(guī)模和功耗都可控制在測量IC的1%以下。

　　圖7 簇大小和亮度之間的關(guān)系：在LiDAR系統(tǒng)模擬中，簇大小與亮度平方成反比

　　結(jié)合上述SAT智能累積技術(shù)和新開發(fā)的錯誤檢測去除技術(shù)，去除99%的錯誤檢測，LiDAR傳感器的探測范圍相比傳統(tǒng)方案可以提高約1.8倍(圖8和圖9)。

　　圖8 基于“信賴度”的噪聲去除效果

　　圖9 東芝提出的新技術(shù)去除噪聲的結(jié)果(上方)和現(xiàn)有傳統(tǒng)技術(shù)去除噪聲的結(jié)果(下方)

　　另外，東芝還正在進行光接收元件的開發(fā)?，F(xiàn)有的LiDAR傳感器通常使用APD(雪崩光電二極管)作為光接收元件。東芝正著手開發(fā)比APD更適合于高靈敏度和多信道應(yīng)用的SiPM(基于Si的電子放大器)。盡管SiPM已經(jīng)廣泛應(yīng)用于醫(yī)療設(shè)備和檢測設(shè)備中的光子計數(shù)，但它們和LiDAR傳感器所常用的光波長不同。因此，東芝正在開發(fā)可用于LiDAR傳感器在約900nm波長范圍內(nèi)具有高靈敏度的SiPM。