研究目的
提出一种基于自适应光子符合检测的新方法，用于抑制背景光并提升基于单光子雪崩二极管（SPAD）的激光雷达系统在自动驾驶等户外应用中的动态范围。
研究成果
自适应光子符合检测可有效抑制背景光，在基于单光子雪崩二极管的激光雷达系统中将动态范围提升超过40分贝，从而实现高环境光照条件下的可靠测距。该方法支持像素级参数调节以捕捉高动态场景，通过减小滤波器带宽、缩短激光脉冲及采用先进数据处理技术，还有进一步提升的潜力。
研究不足
该理论模型未能充分考虑光子符合检测电路的效应，导致高光子率下出现偏差。调整算法在快速变化环境中可能响应迟缓，且系统量程受死时间和后脉冲等因素限制。需改进直方图处理算法以实现更优的距离提取。
1：实验设计与方法选择：
该研究采用统计模型进行光子符合检测，纳入死时间效应，并根据环境光强度实施自适应参数调整。
2：样本选择与数据来源：
在100千勒克斯环境阳光下，对不同反射率（如8%和60%）的朗伯体目标进行户外测量。
3：实验设备与材料清单：
基于0.35微米CMOS工艺制造的192×2像素CMOS SPAD激光雷达传感器、配备FPGA的闪光激光雷达相机"Owl"、镜头、脉冲激光源（905纳米，75瓦峰值功率）及光学带通滤波器。
4：35微米CMOS工艺制造的192×2像素CMOS SPAD激光雷达传感器、配备FPGA的闪光激光雷达相机"Owl"、镜头、脉冲激光源（905纳米，75瓦峰值功率）及光学带通滤波器。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：传感器通过直接TOF技术测量飞行时间，在直方图中累积时间戳，并采用事件计数模式测量环境事件率。自适应算法逐像素调整符合检测参数（深度、时间、SPAD数量）。
5：数据分析方法：
根据直方图计算成功概率，进行标准差分析，并通过统计计算与理论模型对比。
独家科研数据包，助您复现前沿成果，加速创新突破
获取完整内容-
CMOS SPAD-based LiDAR sensor
192 × 2 pixel
Fraunhofer IMS
Detects photons for time-of-flight measurements, includes in-pixel circuitry for active quenching, reset, adjustable photon coincidence detection, and flash TDC.
-
Flash LiDAR camera
Owl
Fraunhofer IMS
Demonstrator for sensor validation, integrates sensor with lens, FPGA for control and data readout, and pulsed laser sources.
-
FPGA
Used for sensor control and data readout in the camera system.
-
Pulsed laser source
Emits laser pulses for illumination in the LiDAR system.
-
Optical bandpass filter
Reduces background light by filtering wavelengths not matching the laser.
-
Webcam
Mounted on camera for 2D image acquisition and data superposition.
-
登录查看剩余4件设备及参数对照表
查看全部
