設(shè)備故障診斷系統(tǒng)資訊：索尼飛行時(shí)間傳感器使用SPAD像素作為檢測(cè)單元

索尼飛行時(shí)間傳感器使用SPAD像素作為檢測(cè)單元

*近，索尼公開了一種基于堆疊式dToF(直接飛行時(shí)間)的車載激光雷達(dá)測(cè)距傳感器，并使用SPAD像素作為探測(cè)單元。振動(dòng)故障診斷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分析范圍20KHz；緩變信號(hào)通道不少于32路，16位精度，動(dòng)態(tài)信號(hào)通道不少于4路，102.4kS/s；系統(tǒng)變攜，可以自帶電源連續(xù)工作4小時(shí)。一體化振動(dòng)變送器將壓電傳感器和精密測(cè)量電路集成在一起，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)“傳感器+信號(hào)調(diào)理器”和“傳感器+監(jiān)測(cè)儀表”模式的振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的功能；適合構(gòu)建經(jīng)濟(jì)型高精度振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)。電渦流位移傳感器能靜態(tài)和動(dòng)態(tài)地非接觸、高線性度、高分辨力地測(cè)量被測(cè)金屬導(dǎo)體距探頭表面的距離。它是一種非接觸的線性化計(jì)量工具。的索尼、佳能等半導(dǎo)體相關(guān)公司，憑借其在CMOS圖像傳感器領(lǐng)域的長期積累，擁有相對(duì)**的技術(shù)，從而進(jìn)入自動(dòng)駕駛車輛傳感器領(lǐng)域。

例如，先鋒企業(yè)公司（Pioneer）于2019年4月與佳能達(dá)到合作開發(fā)3D－LiDAR傳感器，并已發(fā)布了一種對(duì)于小型、高性能的量產(chǎn)能力模型3D－LiDAR。2021年1月，在CES 2020上，先鋒又推出了自己能夠提高測(cè)量500米長距離的下一代3D－LiDAR原型。而集團(tuán)公司將研發(fā)工作重點(diǎn)發(fā)展放在LiDAR相關(guān)信息技術(shù)上，2019年4月公開了研究一種可以測(cè)量控制算法分析技術(shù)，該技術(shù)水平提高了LiDAR的距離我們測(cè)量系統(tǒng)分辨率。2020年7月，又研發(fā)了學(xué)生一系列主要用于各種固態(tài)LiDAR的光接收數(shù)據(jù)技術(shù)，可支持L4或以上的自動(dòng)模式駕駛。

實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的方法大致有兩種，一種是使用激光雷達(dá)，另一種是不使用激光雷達(dá)。 目前，前者占大多數(shù)，越來越多的公司專注于激光雷達(dá)的開發(fā)。

據(jù)市場(chǎng)預(yù)測(cè)，從2017年到2030年，包括激光雷達(dá)在內(nèi)的激光傳感器市場(chǎng)有望增長200倍。

索尼開發(fā)的這款激光雷達(dá)的主要特點(diǎn)是，可以在15cm的間隔內(nèi)高精度、高速度地測(cè)量長達(dá)300米的距離，即使在-40℃至125℃的劇烈溫度變化和惡劣天氣條件下，也能保持高可靠性。所謂堆疊式，就是Cu-Cu連接SPAD像素芯片和邏輯芯片，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通。這種方法可以提高設(shè)計(jì)靈活性和生產(chǎn)率，實(shí)現(xiàn)小型化和高性能。

SPAD dToF的原理

深度傳感器有三種通用的測(cè)量機(jī)制：結(jié)構(gòu)光（如iPhone FaceID）、相機(jī)陣列（相機(jī)）和ToF（激光雷達(dá)）。 結(jié)構(gòu)光和相機(jī)陣列基于幾何原理間接深度估計(jì)，而ToF（飛行時(shí)間）測(cè)量發(fā)射光和反射光之間的飛行時(shí)間，并根據(jù)光速直接估計(jì)目標(biāo)距離。

飛行時(shí)間可分為間接飛行時(shí)間(ITOF)和直接飛行時(shí)間(DTOF)。DToF 和 ITOF 的原理區(qū)別主要是透射光和反射光的區(qū)別。

DToF是直接發(fā)射一個(gè)光脈沖，測(cè)量反射光脈沖與發(fā)射光脈沖的時(shí)間間隔，從而獲得光的飛行時(shí)間，計(jì)算距離。

它發(fā)射的不是光脈沖，而是具有規(guī)則變化的光和暗強(qiáng)度的正弦波調(diào)制。 檢測(cè)接收的反射調(diào)制光和發(fā)射的調(diào)制光之間的相位差來測(cè)量飛行時(shí)間來估計(jì)距離。

順便說一下，蘋果*新的 ipad PRO 和 iphone 12 PRO LIDAR 也采用了 DTOF 技術(shù)。