當前,全球重大前沿技術(shù)和顛覆性技術(shù)快速突破,新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革深入發(fā)展,創(chuàng )新領(lǐng)域、創(chuàng )新方式和創(chuàng )新范式深刻調整,我國發(fā)展迎來(lái)新的戰略機遇。
在此趨勢下,飛芯電子加大自主創(chuàng )新,掌握了激光雷達領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù),并獲得國家知識產(chǎn)權局發(fā)明專(zhuān)利授權,有效填補了國內這一領(lǐng)域的空白,不僅提高了飛芯電子的核心競爭力,更進(jìn)一步增加了我國在激光雷達前沿技術(shù)領(lǐng)域的全球話(huà)語(yǔ)權!
專(zhuān)注自主研發(fā),掌握發(fā)明專(zhuān)利
近年來(lái),由于激光技術(shù)、嵌入式技術(shù)和集成光學(xué)的發(fā)展,激光測距技術(shù)正朝著(zhù)數字化、自動(dòng)化、低成本、小型化的方向發(fā)展。激光測距雷達因具有精度高、體積小、測量范圍廣的優(yōu)點(diǎn)而備受青睞。
隨著(zhù)智能化技術(shù)的持續突破和升級,受無(wú)人駕駛車(chē)隊規模擴張、高級輔助駕駛中激光雷達應用滲透率提升、以及服務(wù)型機器人及智能交通建設等領(lǐng)域需求的推動(dòng),激光雷達市場(chǎng)規??焖贁U容。根據尚普咨詢(xún)集團數據顯示,預計到2026年全球激光雷達市場(chǎng)規模將達到735.7億元,在2023-2026年預測期的復合年增長(cháng)率為29.55%。
傳統激光雷達探測器大多采用單點(diǎn)或多線(xiàn)掃描測量方式,其需要配置機械掃描裝置,但掃描速度緩慢、圖像空間分辨率低,無(wú)法清晰地識別和分辨小物體。因此,在進(jìn)行距離測量時(shí)一般采用TOF傳感器,通過(guò)測量光束到達物體和返回所用的時(shí)間來(lái)確定物體距離。
然而,采用CMOS工藝制程的TOF傳感器,通常將激光波長(cháng)設定在大氣光譜能量較弱的近紅外波段,加上遠距離測距、低功率激光測距、焦平面成像測距等使用限制,進(jìn)一步削弱了進(jìn)入單個(gè)像元內部的激光回波能量。即使增大感光面和積分時(shí)間能改善激光回波的量子收集效率,但大尺寸光敏區的寄生效應影響帶寬,而長(cháng)積分周期的引入嚴重影響了TOF的測距精度與測量范圍,讓TOF傳感器很難在“高精度測距測不遠”與“長(cháng)距離測距誤差大”之間找到平衡,同時(shí)無(wú)調制與解調機制的TOF測距方式,造成了激光測距設備間的相互干擾。
針對這一薄弱環(huán)節,飛芯電子開(kāi)展關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān),持續推進(jìn)激光雷達領(lǐng)域科技攻關(guān)和成果轉化過(guò)程,著(zhù)力補齊短板和鍛造長(cháng)板,掌握了“TOF距離傳感器、傳感陣列及基于TOF距離傳感器的測距方法”發(fā)明專(zhuān)利(CN 110389351 B)。通過(guò)提供一種TOF距離傳感器、傳感陣列及基于TOF距離傳感器的測距方法,縮短解調信號的積分時(shí)間,減少噪聲積分和背景光直流積分,提高信噪比與探測距離!
強大技術(shù)優(yōu)勢,賦能產(chǎn)業(yè)發(fā)展
據了解,飛芯電子發(fā)明的“TOF距離傳感器、傳感陣列及基于TOF距離傳感器的測距方法”,能提供一種TOF距離傳感器,包括電子裝置。該電子裝置用于產(chǎn)生調制信號以及i個(gè)解調信號組和1個(gè)復位信號,每個(gè)解調信號組包括N個(gè)解調信號,所述復位信號與解調信號互補,解調信號相對于彼此相移且具有與調制信號共同的發(fā)射起點(diǎn),解調信號具有相同脈寬。
該傳感器還包括輻射源,用于發(fā)射輻射;接收裝置,用于接收由對象反射的輻射;判定修正裝置,用于使所接受的輻射與所有解調信號中的相應一個(gè)相關(guān),以便形成多個(gè)相應的相關(guān)值。獲取多個(gè)相關(guān)值中最大的相關(guān)值所對應的解調信號的上升沿與調制信號的發(fā)射起點(diǎn)之間的時(shí)間,將該時(shí)間作為解調信號發(fā)射起點(diǎn)的時(shí)延,并減小所述解調信號的當前脈寬;循環(huán)裝置,其用于循環(huán)通過(guò)判定修正裝置對解調信號的發(fā)射起點(diǎn)進(jìn)行時(shí)延,直至所述解調信號的當前脈寬為設定閾值時(shí)為止;相關(guān)裝置,用于獲取最終用于計算的多個(gè)相關(guān)值;計算裝置,通過(guò)所述多個(gè)相關(guān)值計算距所述對象的距離。
該項專(zhuān)利的優(yōu)勢在于,通過(guò)逐次縮短解調信號的脈寬,保證探測接收信號的同時(shí),減少噪聲積分和背景光積分,從而提升整個(gè)測距裝置的信噪比。探測的對象可以是人、可移動(dòng)或固定的物體。
值得一提的是,相關(guān)裝置還包括4個(gè)柵體,當4個(gè)柵體同時(shí)關(guān)閉時(shí),由于背景光的存在,光敏區域會(huì )產(chǎn)生光電子,通過(guò)設置復位器可以將4個(gè)柵體同時(shí)關(guān)閉時(shí)背景光在光敏區域上產(chǎn)生的光電子抽取出去,以免使4個(gè)電容中存儲的光電子量摻雜進(jìn)噪聲。
此項發(fā)明還提供了一種TOF距離傳感陣列,包括申請時(shí)提供的TOF距離傳感器,該TOF距離傳感陣列中TOF距離傳感器呈M行×N列分布,實(shí)現了點(diǎn)到面的測距,增加了測距范圍且能夠形成測距圖像。
探索科技創(chuàng )新,角逐高科技實(shí)力
飛芯電子是一家從事全固態(tài)激光雷達及其核心芯片研發(fā)設計的高科技企業(yè),以獨立自主、勇于創(chuàng )新為導向,憑借基于折疊積分和偽隨機編碼的自研專(zhuān)利所研制開(kāi)發(fā)的具有強抗干擾能力的新型全固態(tài)激光雷達核心技術(shù)產(chǎn)品,構建了以測距為核心的激光測距類(lèi)產(chǎn)品、具有強抗同類(lèi)設備干擾能力的全固態(tài)激光雷達類(lèi)產(chǎn)品和高性能低成本的相干傳感類(lèi)產(chǎn)品三大類(lèi)產(chǎn)品線(xiàn)戰略布局,不斷賦能汽車(chē)智能駕駛、消費電子、智慧工業(yè)和智能安防等領(lǐng)域,致力于為客戶(hù)提供以高性能、低成本為核心的激光雷達系統解決方案。
飛芯電子研發(fā)團隊具備多年激光雷達核心芯片的研發(fā)與產(chǎn)品量產(chǎn)經(jīng)驗,擁有從傳感器芯片設計、系統集成到算法的深度產(chǎn)品整合能力。通過(guò)持續的研發(fā)投入與技術(shù)創(chuàng )新,截止2022年底,飛芯電子已在激光雷達相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域擁有310余項專(zhuān)利技術(shù),專(zhuān)業(yè)實(shí)力雄厚。
隨著(zhù)汽車(chē)智能化的發(fā)展,激光雷達被認為是具有巨大市場(chǎng)前景的高端汽車(chē)傳感器,飛芯電子“TOF距離傳感器、傳感陣列及基于TOF距離傳感器的測距方法”專(zhuān)利的獲得,是國內核心技術(shù)的一大突破。不僅夯實(shí)了飛芯電子知識產(chǎn)權保護體系,發(fā)揮自主知識產(chǎn)權優(yōu)勢,并形成持續創(chuàng )新機制,保持技術(shù)領(lǐng)先地位,持續提升公司的核心競爭力。
未來(lái),期待有更多科技成果不斷涌現,在技術(shù)創(chuàng )新與變革中,共同推動(dòng)我國激光雷達產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展。
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