飞芯电子自主创新发明,助推激光雷达产业发展

时间:2023-11-23 已阅读:1252次

当前,全球重大前沿技术和颠覆性技术快速突破,新一轮科技革命和产业变革深入发展,创新领域、创新方式和创新范式深刻调整,我国发展迎来新的战略机遇。

在此趋势下,飞芯电子加大自主创新,掌握了激光雷达领域关键技术,并获得国家知识产权局发明专利授权,不仅提高了飞芯电子的核心竞争力,更推动了激光雷达前沿技术领域跨越式发展!

专注自主研发,掌握发明专利

近年来,由于激光技术、嵌入式技术和集成光学的发展,激光测距技术正朝着数字化、自动化、低成本、小型化的方向发展。激光测距雷达因具有精度高、体积小、测量范围广的优点而备受青睐。

随着智能化技术的持续突破和升级,受无人驾驶车队规模扩张、高级辅助驾驶中激光雷达应用渗透率提升、以及服务型机器人及智能交通建设等领域需求的推动,激光雷达市场规模快速扩容。根据尚普咨询集团数据显示,预计到2026年全球激光雷达市场规模将达到735.7亿元,在2023-2026年预测期的复合年增长率为29.55%。

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传统激光雷达探测器大多采用单点或多线扫描测量方式,其需要配置机械扫描装置,但扫描速度缓慢、图像空间分辨率低,无法清晰地识别和分辨小物体。因此,在进行距离测量时一般采用TOF传感器,通过测量光束到达物体和返回所用的时间来确定物体距离。

然而,采用CMOS工艺制程的TOF传感器,通常将激光波长设定在大气光谱能量较弱的近红外波段,加上远距离测距、低功率激光测距、焦平面成像测距等使用限制,进一步削弱了进入单个像元内部的激光回波能量。

即使增大感光面和积分时间能改善激光回波的量子收集效率,但大尺寸光敏区的寄生效应影响带宽,而长积分周期的引入严重影响了TOF的测距精度与测量范围,让TOF传感器很难在“高精度测距测不远”与“长距离测距误差大”之间找到平衡,同时无调制与解调机制的TOF测距方式,造成了激光测距设备间的相互干扰。


针对这一薄弱环节,飞芯电子开展关键核心技术攻关,持续推进激光雷达领域科技攻关和成果转化过程,着力补齐短板和锻造长板,掌握了“TOF距离传感器、传感阵列及基于TOF距离传感器的测距方法”发明专利(CN 110389351 B)。通过提供一种TOF距离传感器、传感阵列及基于TOF距离传感器的测距方法,缩短解调信号的积分时间,减少噪声积分和背景光直流积分,提高信噪比与探测距离!

强大技术优势,赋能产业发展

飞芯电子发明的“TOF距离传感器、传感阵列及基于TOF距离传感器的测距方法”,能提供一种TOF距离传感器,包括电子装置。该电子装置用于产生调制信号以及i个解调信号组和1个复位信号,每个解调信号组包括N个解调信号,所述复位信号与解调信号互补,解调信号相对于彼此相移且具有与调制信号共同的发射起点,解调信号具有相同脉宽。

该传感器还包括辐射源,用于发射辐射;接收装置,用于接收由对象反射的辐射;判定修正装置,用于使所接受的辐射与所有解调信号中的相应一个相关,以便形成多个相应的相关值。获取多个相关值中最大的相关值所对应的解调信号的上升沿与调制信号的发射起点之间的时间,将该时间作为解调信号发射起点的时延,并减小所述解调信号的当前脉宽;循环装置,其用于循环通过判定修正装置对解调信号的发射起点进行时延,直至所述解调信号的当前脉宽为设定阈值时为止;相关装置,用于获取最终用于计算的多个相关值;计算装置,通过所述多个相关值计算距所述对象的距离。

该项专利的优势在于,通过逐次缩短解调信号的脉宽,保证探测接收信号的同时,减少噪声积分和背景光积分,从而提升整个测距装置的信噪比。探测的对象可以是人、可移动或固定的物体。

值得一提的是,相关装置还包括4个栅体,当4个栅体同时关闭时,由于背景光的存在,光敏区域会产生光电子,通过设置复位器可以将4个栅体同时关闭时背景光在光敏区域上产生的光电子抽取出去,以免使4个电容中存储的光电子量掺杂进噪声。

此项发明还提供了一种TOF距离传感阵列,包括申请时提供的TOF距离传感器,该TOF距离传感阵列中TOF距离传感器呈M行×N列分布,实现了点到面的测距,增加了测距范围且能够形成测距图像。

探索科技创新,角逐高科技实力

飞芯电子作为一家从事全固态激光雷达及其核心芯片研发设计的高科技企业,以独立自主、勇于创新为导向,凭借基于折叠积分和伪随机编码的自研专利所研制开发的具有强抗干扰能力的新型全固态激光雷达核心技术产品,构建了以测距为核心的激光测距类产品、具有强抗同类设备干扰能力的全固态激光雷达类产品和高性能低成本的相干传感类产品三大类产品线战略布局,不断赋能汽车智能驾驶、消费电子、智慧工业和智能安防等领域,致力于为客户提供以高性能、低成本为核心的激光雷达系统解决方案。

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飞芯电子研发团队具备多年激光雷达核心芯片的研发与产品量产经验,拥有从传感器芯片设计、系统集成到算法的深度产品整合能力。通过持续的研发投入与技术创新,截止2022年底,飞芯电子已在激光雷达相关技术领域拥有310余项专利技术,专业实力雄厚。

随着汽车智能化的发展,激光雷达被认为是具有巨大市场前景的高端汽车传感器,飞芯电子“TOF距离传感器、传感阵列及基于TOF距离传感器的测距方法”专利的获得,是国内核心技术的一大突破。不仅夯实了飞芯电子知识产权保护体系,发挥自主知识产权优势,并形成持续创新机制,保持技术领先地位,持续提升公司的核心竞争力。

未来,飞芯电子将坚持“独立自主、勇于创新”的发展导向,在技术创新与变革中,为行业带来更多科技创新成果,推动我国激光雷达产业高速发展。