當(dāng)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(diào)整,我國(guó)發(fā)展迎來(lái)新的戰(zhàn)略機(jī)遇。
在此趨勢(shì)下,飛芯電子加大自主創(chuàng)新,掌握了激光雷達(dá)領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù),并獲得國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局發(fā)明專(zhuān)利授權(quán),有效填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)這一領(lǐng)域的空白,不僅提高了飛芯電子的核心競(jìng)爭(zhēng)力,更進(jìn)一步增加了我國(guó)在激光雷達(dá)前沿技術(shù)領(lǐng)域的全球話語(yǔ)權(quán)!
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(cè)距技術(shù)正朝著數(shù)字化、自動(dòng)化、低成本、小型化的方向發(fā)展。激光測(cè)距雷達(dá)因具有精度高、體積小、測(cè)量范圍廣的優(yōu)點(diǎn)而備受青睞。
隨著智能化技術(shù)的持續(xù)突破和升級(jí),受無(wú)人駕駛車(chē)隊(duì)規(guī)模擴(kuò)張、高級(jí)輔助駕駛中激光雷達(dá)應(yīng)用滲透率提升、以及服務(wù)型機(jī)器人及智能交通建設(shè)等領(lǐng)域需求的推動(dòng),激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)??焖贁U(kuò)容。根據(jù)尚普咨詢(xún)集團(tuán)數(shù)據(jù)顯示,預(yù)計(jì)到2026年全球激光雷達(dá)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到735.7億元,在2023-2026年預(yù)測(cè)期的復(fù)合年增長(zhǎng)率為29.55%。
傳統(tǒng)激光雷達(dá)探測(cè)器大多采用單點(diǎn)或多線掃描測(cè)量方式,其需要配置機(jī)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(shí)別和分辨小物體。因此,在進(jìn)行距離測(cè)量時(shí)一般采用TOF傳感器,通過(guò)測(cè)量光束到達(dá)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(zhǎng)設(shè)定在大氣光譜能量較弱的近紅外波段,加上遠(yuǎn)距離測(cè)距、低功率激光測(cè)距、焦平面成像測(cè)距等使用限制,進(jìn)一步削弱了進(jìn)入單個(gè)像元內(nèi)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(qū)的寄生效應(yīng)影響帶寬,而長(zhǎng)積分周期的引入嚴(yán)重影響了TOF的測(cè)距精度與測(cè)量范圍,讓TOF傳感器很難在“高精度測(cè)距測(cè)不遠(yuǎn)”與“長(zhǎng)距離測(cè)距誤差大”之間找到平衡,同時(shí)無(wú)調(diào)制與解調(diào)機(jī)制的TOF測(cè)距方式,造成了激光測(cè)距設(shè)備間的相互干擾。
針對(duì)這一薄弱環(huán)節(jié),飛芯電子開(kāi)展關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān),持續(xù)推進(jìn)激光雷達(dá)領(lǐng)域科技攻關(guān)和成果轉(zhuǎn)化過(guò)程,著力補(bǔ)齊短板和鍛造長(zhǎng)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(cè)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(cè)距方法,縮短解調(diào)信號(hào)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(cè)距離!
強(qiáng)大技術(shù)優(yōu)勢(shì),賦能產(chǎn)業(yè)發(fā)展
據(jù)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(cè)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(diào)制信號(hào)以及i個(gè)解調(diào)信號(hào)組和1個(gè)復(fù)位信號(hào),每個(gè)解調(diào)信號(hào)組包括N個(gè)解調(diào)信號(hào),所述復(fù)位信號(hào)與解調(diào)信號(hào)互補(bǔ),解調(diào)信號(hào)相對(duì)于彼此相移且具有與調(diào)制信號(hào)共同的發(fā)射起點(diǎn),解調(diào)信號(hào)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(duì)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(diào)信號(hào)中的相應(yīng)一個(gè)相關(guān),以便形成多個(gè)相應(yīng)的相關(guān)值。獲取多個(gè)相關(guān)值中最大的相關(guān)值所對(duì)應(yīng)的解調(diào)信號(hào)的上升沿與調(diào)制信號(hào)的發(fā)射起點(diǎn)之間的時(shí)間,將該時(shí)間作為解調(diào)信號(hào)發(fā)射起點(diǎn)的時(shí)延,并減小所述解調(diào)信號(hào)的當(dāng)前脈寬;循環(huán)裝置,其用于循環(huán)通過(guò)判定修正裝置對(duì)解調(diào)信號(hào)的發(fā)射起點(diǎn)進(jìn)行時(shí)延,直至所述解調(diào)信號(hào)的當(dāng)前脈寬為設(shè)定閾值時(shí)為止;相關(guān)裝置,用于獲取最終用于計(jì)算的多個(gè)相關(guān)值;計(jì)算裝置,通過(guò)所述多個(gè)相關(guān)值計(jì)算距所述對(duì)象的距離。
該項(xiàng)專(zhuān)利的優(yōu)勢(shì)在于,通過(guò)逐次縮短解調(diào)信號(hào)的脈寬,保證探測(cè)接收信號(hào)的同時(shí),減少噪聲積分和背景光積分,從而提升整個(gè)測(cè)距裝置的信噪比。探測(cè)的對(duì)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(dāng)4個(gè)柵體同時(shí)關(guān)閉時(shí),由于背景光的存在,光敏區(qū)域會(huì)產(chǎn)生光電子,通過(guò)設(shè)置復(fù)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(qū)域上產(chǎn)生的光電子抽取出去,以免使4個(gè)電容中存儲(chǔ)的光電子量摻雜進(jìn)噪聲。
此項(xiàng)發(fā)明還提供了一種TOF距離傳感陣列,包括申請(qǐng)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(xiàn)了點(diǎn)到面的測(cè)距,增加了測(cè)距范圍且能夠形成測(cè)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(dá)及其核心芯片研發(fā)設(shè)計(jì)的高科技企業(yè),以獨(dú)立自主、勇于創(chuàng)新為導(dǎo)向,憑借基于折疊積分和偽隨機(jī)編碼的自研專(zhuān)利所研制開(kāi)發(fā)的具有強(qiáng)抗干擾能力的新型全固態(tài)激光雷達(dá)核心技術(shù)產(chǎn)品,構(gòu)建了以測(cè)距為核心的激光測(cè)距類(lèi)產(chǎn)品、具有強(qiáng)抗同類(lèi)設(shè)備干擾能力的全固態(tài)激光雷達(dá)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)品線戰(zhàn)略布局,不斷賦能汽車(chē)智能駕駛、消費(fèi)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(dá)系統(tǒng)解決方案。
飛芯電子研發(fā)團(tuán)隊(duì)具備多年激光雷達(dá)核心芯片的研發(fā)與產(chǎn)品量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),擁有從傳感器芯片設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成到算法的深度產(chǎn)品整合能力。通過(guò)持續(xù)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(dá)相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域擁有310余項(xiàng)專(zhuān)利技術(shù),專(zhuān)業(yè)實(shí)力雄厚。
隨著汽車(chē)智能化的發(fā)展,激光雷達(dá)被認(rèn)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(cè)距方法”專(zhuān)利的獲得,是國(guó)內(nèi)核心技術(shù)的一大突破。不僅夯實(shí)了飛芯電子知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)體系,發(fā)揮自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)優(yōu)勢(shì),并形成持續(xù)創(chuàng)新機(jī)制,保持技術(shù)領(lǐng)先地位,持續(xù)提升公司的核心競(jìng)爭(zhēng)力。
未來(lái),期待有更多科技成果不斷涌現(xiàn),在技術(shù)創(chuàng)新與變革中,共同推動(dòng)我國(guó)激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展。
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