Sütun | Bu yeni keşiflerle bir katı hal lidarını söktük
Leifeng.com'un basını: Bu makale Leifeng.com'un bir sütunudur.Yazar, Zos Araştırma Enstitüsü araştırma direktörü Zhou Yanwu'dur. Leifeng.com yayınlama yetkisine sahiptir.
LeddarTech, Quebec, Kanada'daki Ulusal Optik Enstitüsü'nden bir start-up'tır. Toplam 120 milyon ABD doları para topladı. Yatırımcılar arasında dünyanın üç büyük Katman 1 Magna, Delphi ve dünyanın en büyük optoelektronik bileşen üreticisi OSRAM ve büyük bir karışık sinyal yarı iletken üreticisi IDT yer alıyor. Bekle.
LeddarTech, lidar ürünleri sağlamak değil, katı hal lidarının temel bileşenlerinden birini sağlamaktır: sinyal işleme entegre devreleri.
Bununla birlikte, entegre devrelerini tanıtmak için LeddarTech, bir dizi katı hal lidar kitini piyasaya sürdü.MEMS aynaları olmayan kitlerin maliyeti 600 dolardan daha az.
Yukarıdaki resim LeddarTech katı hal lidarının şematik bir diyagramıdır.Lazer yayan dizi birden fazla lazer grubu yayar ve PIN fotodiyotu, CCD veya CMOS görüntü sensörleri prensibine benzer şekilde lazerler tarafından yansıtılan ışık dalgalarını alır ve sonunda bir 3D görüntü elde eder.
Görüntüdeki nesne ile radar arasındaki kesin mesafe basit hesaplamalarla öğrenilebilir.Aynı zamanda yayalar, yollar, beton binalar, sokak lambaları ve çim gibi yaygın nesneler lazer yansıma yoğunluğunun değerine göre kolayca tespit edilebilir.Ayrıca MEMS aynaları ile de saptırılabilir. Lazer ışınının nesneyi taramasını sağlayın.
LeddarVu8 lidar bu sefer demonte edilir LeddarVu8 lidarın parametreleri aşağıdaki gibidir:
On yıldan fazla yoğun araştırma ve geliştirmeden sonra, LeddarTech teknolojisi artık oldukça olgunlaştı ve gelişmiş sürücü destek sistemleri (ADAS), trafik yönetimi, navigasyon ve konumlandırma, sıvı seviyesi ölçümü vb. Gibi çeşitli ticari çözümlerde kullanılabilir.
LeddarTech, lidar uygulamaları geliştirirken sensörler için sistem geliştiricilerinin ve entegratörlerinin temel gereksinimlerine sahiptir: küçük boyut, düşük maliyet, düşük güç tüketimi, yüksek güvenilirlik, sağlamlık ve uyarlanabilirlik.
Başlatma bölümü: optik lens
Lazer yayan mercek parçası, yön veren mercek ve kırınım merceğinin bir kombinasyonunu kullanır. Işın dağıtım sisteminde, lazer boşluğu ile odaklama optiği arasındaki ışının yönünü sağlamak için yansıtıcı ve aktarıcı kolimatörler kullanılır.
Yansıtıcı kolimatör genellikle bir bakır tam ayna kullanırken, aktarıcı kolimatör bir çinko selenid lens kullanır. Farklı kalınlıklardaki kırınım katmanları, kırınım ızgaralı mercek substratı üzerine litografik olarak oyulur ve farklı dalga boylarına veya yoğunluklarına sahip ışık, kırınım ilişkisi aracılığıyla farklı konumlarda görüntülenir, böylece ışık bölme etkisi gerçekleştirilir. İşlevi, fotonları çeşitli şekillerde birleştiren bir foton yönlendiricisi gibidir.
Lazer ışını, lazer kırınım plakasının mikro yapısından geçtiğinde, fotonlar, dönen bir lidarın çok hatlı taramasına benzer şekilde, lazer kırınım plakası üzerindeki çeşitli şekillerle yeniden yönlendirilecektir.
Kırınım ızgarasının substratı, alüminyum ile kaplanmış, düşük genleşme katsayısına sahip cam veya erimiş silikadır ve daha sonra alüminyum film üzerine paralel çizgiler oyulmuştur. Kırınım ızgaraları son derece yüksek hassasiyet gerektirir ve üretimi zordur ve genellikle astronomik aletlerde kullanılır.
Lansman kısmının lazer diyotu, yıllık yaklaşık 700 milyon ABD doları ciro ile dünyanın en büyük sivil lazer diyot şirketlerinden biri olan ve merkezi Massa Chusai, ABD merkezli Excelitas Technologies tarafından tedarik edilmektedir. Lazer diyot modeli 225 mikron serisine ait olan TPGEW1S09H'dir.
Excelitas Technologies, endüstriyel lazerlere göre çok daha ucuz olan ve seri üretilen ürünler için uygun olan metal sızdırmaz bir iç ambalaj ve bir plastik kapsül dış ambalaj tasarımı kullanır.
TPGEW1S09H, GaAs epitaksiyel gofretleri ve InGaAs uyarma katmanını kullanır. 905 nm kızılötesi lazer kullanılmıştır.
Bölüm alma
Alıcı kısım esas olarak bir alıcı mercek ve bir fotodiyot dizisidir ve alıcı mercek genel bir odaklama cam merceğe benzer.
Fotodiyot dizisi Japonya, Hamamatsu S7509'dur ve parametreler aşağıdaki gibidir:
S7509, yeniden akış lehimlenebilen yonga tipi paketi veya seri üretim için çok uygun olan SMT yaması kullanır. Karanlık akım nispeten küçüktür ve sinyal-gürültü oranı yüksektir. Hamamatsu'da ayrıca doğrusal APD dizileri ve tek foton dizisi ürünleri vardır.
Devre parçası: anakart, verici kartı ve alıcı kartı
Verici kartında Texas Instruments Class D güç amplifikatörü vardır. Bu çip genellikle hoparlörler gibi akım tipi yükleri sürmek için ses amplifikasyonu için kullanılır. Akımı yükseltmek ve lazer diyotları beslemek için kullanılabilir. Bu garip bir tasarımdır.
Alıcı panoda Lattice'den bir PLD dahil olmak üzere üç ana yonga vardır, buna FPGA da diyebilirsiniz, model LCMOX3LF-2100E-6MG121C'dir.
Yukarıdaki şekilden, bu FPGA'nın MachXO3 serisine ait olduğu, belleği yapılandırmak için Flash kullanarak görülebilmektedir, mantık işlem bileşiği 2112, en hızlı tip, 121-pin csfBGA paketi, ticari sınıf üründür.
Yukarıdaki resim, LCMOX3LF-2100E-6MG121C'nin dahili çerçeve diyagramıdır.Genel FPGA'dan en büyük farkı, yerleşik PLL faz kilitli döngü devresidir. PLL (Faz Kilitli Döngü): Bellek erişim verileri gibi yüksek frekanslı cihazların normal çalışmasını sağlamak için saat sinyalini birleştirmek ve entegre etmek için kullanılan faz kilitli döngü veya faz kilitli döngüdür.
PLL, osilatörlerde geri bildirim teknolojisi için kullanılır. Pek çok elektronik cihazın normal şekilde çalışması için, harici giriş sinyali genellikle dahili osilasyon sinyali ile senkronize edilir. Genel kristal osilatörler, proses ve maliyet nedenlerinden dolayı çok yüksek frekanslara ulaşamazlar.Yüksek frekanslı uygulamalar gerektiğinde, yüksek frekans dönüşümü elde etmek için karşılık gelen cihazlar VCO vardır, ancak kararlı değildir, bu nedenle faz kilitli döngüler kullanabilirsiniz. Kararlı ve yüksek frekanslı bir zaman darbe sinyali gerçekleştirin.
Darbeli lidar için, yüksek hassasiyetli bir saat, radarın algılama aralığının doğruluğunu sağlamanın anahtarıdır. Leddar Tech henüz ASIC'leri tanıtmadı ve bunları yalnızca FPGA'larla değiştirebilir.
Alıcı kartında bir Atmel Flash MCU var, model ATSAMS70N20-CFN'dir.Bu, 1024Kbyte Flash ve 384 Multi Port SRAM dahili bir MCU'dur. 100-pin LQFP paketi ve dahili ARM Cortex M7 çekirdeği içinde paketlenmiştir. M7, en güçlü ARM M serisidir. Bir. Aşağıdaki şekil ATSAMS70N20-CFN'nin dahili çerçevesini göstermektedir.
Ayrıca alıcı kartında Maxim'den sekiz MAX3806 vardır.Max3806, 60K veya 30K dahili anahtar empedansına ve ayrıca bir zayıflatıcı ve ön yükselticiye sahip bir optik mesafe ölçüm cihazıdır.
8 dilim, 8 alıcı kanalı temsil eder. MAX3806, MAX4311 ve MAX1446 birlikte kullanılır, MAX4311, MUX / AMP'dir, MAX1446, 10 bitlik tam diferansiyel analog giriş ADC'dir, bit hızı 60Mbps'dir, yerleşik hassas referans voltajıdır, 32-pin TQFP paketidir, özellikle ultrason görüntü üretimi ve CCD görüntü üretimi için kullanılır .
Flaş katı hal lidar bir görüntü sensörü olarak kabul edilebilir Yukarıdaki resim bir uygulama örneğidir.
Ana kart güç kaynağı parçasıdır ve çekirdek yonga Murata'nın 3A akım çıkışı verebilen ve esas olarak verici parçayı besleyen yalıtımsız bir DC / DC dönüştürücü olan LKDC55KAAA-205'in bir parçasıdır.
özet
Sökme işleminden sonra, PIN tipi katı hal lidarın, lense ek olarak seçilebilecek standart seri üretim bileşenlere sahip olduğu görülebilir.Eşik çok düşük ve maliyeti yüksek değil.Gelecekte, geleneksel düşük pikselli kameranın yerini alabilir. Ancak bir kamera ile karşılaştırıldığında, lidar gece gündüz, yağmur, kar ve pus ile gece gündüz çalışabilir.
Gelecekte daha fazla katı hal lidar ürününün ortaya çıkacağı ve daha yüksek çözünürlüklü, daha iyi performansa sahip doğrusal APD'lerin ve tek fotonlu lidarların, kameranın yaşam alanını daha da sıkıştırabileceği düşünülebilir.
Not: Bu makaledeki bazı resimler YOLE demontaj raporundan alınmıştır.
Lei Feng tarafından önerilen okuma:
Özel sütun | Katı hal lidarının geçmişi ve bugünü
