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

　　利用新指標(biāo)去除錯(cuò)誤探測(cè)

　　但是，在進(jìn)行平均處理時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一種被稱(chēng)為“距離聚集(簇)”的現(xiàn)象，在以往的錯(cuò)誤檢測(cè)消除方法(消噪方法)中，有可能導(dǎo)致來(lái)自遠(yuǎn)處物體的正確的探測(cè)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(biāo)，根據(jù)遠(yuǎn)距離圖像的每個(gè)像素的大小是否超過(guò)閾值來(lái)判斷/去除噪音(圖6)，有可能造成錯(cuò)誤檢測(cè)。

　　圖5 平均處理中的距離聚集問(wèn)題

　　圖6 傳統(tǒng)的噪聲去除方法對(duì)聚集噪音不夠有效

　　為此，東芝開(kāi)發(fā)了一種算法，通過(guò)使用另一種被稱(chēng)為“信賴(lài)度”的指標(biāo)來(lái)消除錯(cuò)誤檢測(cè)。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(lài)度”，排除錯(cuò)誤檢測(cè)(圖7)。此外，該算法能夠用小規(guī)模且低功耗的電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，電路規(guī)模和功耗都可控制在測(cè)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(kāi)發(fā)的錯(cuò)誤檢測(cè)去除技術(shù)，去除99%的錯(cuò)誤檢測(cè)，LiDAR傳感器的探測(cè)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(lài)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(jìn)行光接收元件的開(kāi)發(fā)。現(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(kāi)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(cè)設(shè)備中的光子計(jì)數(shù)，但它們和LiDAR傳感器所常用的光波長(zhǎng)不同。因此，東芝正在開(kāi)發(fā)可用于LiDAR傳感器在約900nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)具有高靈敏度的SiPM。