東芝布局汽車LiDAR半導體業務 多項新技術助推探測距離翻番

　　利用新指標去除錯誤探測

　　但是，在進行平均處理時，會產生一種被稱為“距離聚集(簇)”的現象，在以往的錯誤檢測消除方法(消噪方法)中，有可能導致來自遠處物體的正確的探測結果被消除(圖5)。根據傳統方法，例如，使用亮度作為指標，根據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 傳統的噪聲去除方法對聚集噪音不夠有效

　　為此，東芝開發了一種算法，通過使用另一種被稱為“信賴度”的指標來消除錯誤檢測。東芝研究發現：“簇大小(N)”與亮度(L)平方的乘積與常數值(a)的相關性(N= a/ L2)，并基于此設置“信賴度”，排除錯誤檢測(圖7)。此外，該算法能夠用小規模且低功耗的電路來實現，電路規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系：在LiDAR系統模擬中，簇大小與亮度平方成反比

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

　　圖8 基于“信賴度”的噪聲去除效果

　　圖9 東芝提出的新技術去除噪聲的結果(上方)和現有傳統技術去除噪聲的結果(下方)

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