如今，LiDAR在自動(dòng)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）、無人機(jī)、測(cè)距、人臉識(shí)別、數(shù)字相機(jī)等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，也變得越來越重要?，F(xiàn)在，讓我們回顧一下2019年的一項(xiàng)重要研究。在一項(xiàng)具有前瞻性的合作研究中，愛丁堡大學(xué)的Robert K. Henderson教授與STMicroelectronics影像部門合作，推動(dòng)了基于單光子雪崩二極管（SPAD）的激光雷達(dá)（LiDAR）系統(tǒng)的發(fā)展，并在汽車應(yīng)用領(lǐng)域取得了重大突破。他們的研究專注于優(yōu)化SPAD的配置，以提升汽車LiDAR接收器的設(shè)計(jì)，并對(duì)該領(lǐng)域產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。

在Henderson教授的領(lǐng)導(dǎo)下，該團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了具有創(chuàng)新性的研究，重新定義了基于SPAD的LiDAR技術(shù)的能力。他們的研究成果發(fā)表在題為《用于LiDAR接收器驗(yàn)證的可重配置40納米CMOS SPAD陣列》的關(guān)鍵論文中，對(duì)該領(lǐng)域具有重要影響。

該研究以使用40納米CMOS技術(shù)實(shí)現(xiàn)的可重配置SPAD陣列為核心，提供了像素配置的靈活性。該合作開發(fā)的測(cè)試芯片利用了Xilinx Kintex-7 FPGA進(jìn)行高效的數(shù)據(jù)采集，實(shí)現(xiàn)了同時(shí)讀取128個(gè)SPAD數(shù)字輸出。這種能力可記錄大量SPAD事件，為進(jìn)一步分析提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

Henderson教授團(tuán)隊(duì)的關(guān)鍵突破之一是同步總和技術(shù)（SST），旨在優(yōu)化基于SPAD的LiDAR系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍。通過有效地組合多個(gè)SPAD脈沖，SST技術(shù)相較于現(xiàn)有方法實(shí)現(xiàn)了顯著提升，達(dá)到了7.5倍的增強(qiáng)。這一突破為長(zhǎng)距離汽車LiDAR應(yīng)用帶來了新的可能性，解決了死時(shí)間癱瘓等問題，提高了對(duì)近距離高反射目標(biāo)的檢測(cè)能力。

為了補(bǔ)充硬件開發(fā)，該團(tuán)隊(duì)還開發(fā)了一種強(qiáng)大的MATLAB模擬模型。該復(fù)雜模型通過考慮光子檢測(cè)概率、像素配置、傳感器吞吐量和偏置條件等多種參數(shù)，準(zhǔn)確模擬了傳感器的性能。利用模擬結(jié)果，研究人員能夠確定不同像素配置下的最大成像距離，為傳感器設(shè)計(jì)提供明智決策。

2019年Henderson教授團(tuán)隊(duì)的合作研究是基于SPAD的汽車LiDAR系統(tǒng)領(lǐng)域的一項(xiàng)重大成就。他們的工作提升了LiDAR技術(shù)的能力，提供了更好的性能、增強(qiáng)的動(dòng)態(tài)范圍和更大的像素配置靈活性。

隨著對(duì)可靠且具有成本效益的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)需求的持續(xù)增長(zhǎng)，這項(xiàng)研究的影響力不可低估。Henderson教授的團(tuán)隊(duì)與STMicroelectronics的合作為基于SPAD的LiDAR系統(tǒng)的未來突破鋪平了道路。他們的發(fā)現(xiàn)為研究人員和從業(yè)者提供了寶貴見解，指導(dǎo)更高效和先進(jìn)的自動(dòng)駕駛技術(shù)的開發(fā)。

這種合作研究的持久影響凸顯了合作和創(chuàng)新在推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步方面的力量。通過結(jié)合學(xué)術(shù)專業(yè)知識(shí)和行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，Henderson教授的團(tuán)隊(duì)與STMicroelectronics在基于SPAD的LiDAR系統(tǒng)方面取得了重要進(jìn)展。可重配置的SPAD陣列，搭配SST技術(shù)和MATLAB模擬模型的支持，代表了實(shí)現(xiàn)更安全和更高效自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的重要一步。

展望未來，這項(xiàng)合作研究的影響將繼續(xù)塑造LiDAR系統(tǒng)的未來。這些具有變革性的發(fā)現(xiàn)將激發(fā)基于SPAD技術(shù)的更多進(jìn)步，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)駕駛車輛，并對(duì)整個(gè)汽車行業(yè)產(chǎn)生革命性的影響。