看懂这颗激光雷达芯片，就看明白了索尼汽车
发布时间：2022-01-10 20:27:09 所属栏目：移动互联 来源：互联网
导读：日前，索尼在CES 2022发布会末尾一口气展出了两款概念车一个是去年已经露过面的纯电轿车Vision-S，另一个则是崭新的纯电SUV Vision-S 02。据官方介绍，与去年展示的概念车的内外饰设计不同，今年索尼以视频的形式着重展示了概念车型的智能座舱功能，比如UI设
|
日前，索尼在CES 2022发布会末尾一口气展出了两款概念车——一个是去年已经露过面的纯电轿车Vision-S，另一个则是崭新的纯电SUV Vision-S 02。据官方介绍，与去年展示的概念车的内外饰设计不同，今年索尼以视频的形式着重展示了概念车型的智能座舱功能，比如UI设计细节，以及手势交互、人脸识别等具体功能。 早在2021年CES期间，索尼谈到Vision-S时就表示，希望通过自身的CMOS传感器、固态激光雷达、传感器融合等成像、感知技术为消费者带来安全、可靠、舒适的出行体验。 2021年CES展出的Vision-S上有33个传感器，其中大部分是索尼自研或使用了索尼的技术。今年CES上，传感器数量升级到了40个。 这其中有一颗名为IMX459的SPAD（单光子雪崩二极管）激光雷达传感器（激光接收芯片）。依托索尼的双层图像传感器堆叠技术，激光雷达企业可以基于IMX459造出等效线数上千的超高清雷达，让汽车看得更远、更清楚（300米的感知精度为15cm），并且还能以更快的速度计算出距离信息，生成3D点云图像。 说到索尼IMX459的王牌，就是那11万像素的SPAD传感器，它相较于传统激光雷达传感器共有两大优势。其一是感光能力更强，也就是在使用相同激光发射端的情况下，SPAD传感器能感知到更微弱的光，感知距离更远；其二是计算距离的延迟更低，索尼做到了6纳秒。 要理解SPAD感光的逻辑，不得不提到照相机。数码照相机CMOS上的一个个像素，通过接收大量光子，感知到光线强度，通过控制光子进入的数量，最终实现正确的曝光并成像。 激光雷达传感器的感光元件和数码相机近似，每一个像素点需要进入特定波长的大量光子，才能形成激光雷达图像，然后通过一颗计算芯片算出感知距离。 无论是数码照相机还是激光雷达传感器，进光量都是“底大一级压死人”，但车用激光雷达无论是成本还是体积都非常受限，一味比谁底大并不是最优的解决方案。而SPAD方案的兴起，让传感器厂商找到了进光量不足的另一路径。 如果进光量不足，加上有干扰光线进入，激光雷达传感器所成的像就会出现噪点。对于人类而言，一张照片中出现噪点，能通过智慧将噪点内容“脑补”齐全。因此为激光雷达传感器单独配备一颗AI芯片，用于噪点、干扰光线处理就是路径之一。不过，每经过一次处理，都会产生一定时延，如果低时延的优势被慢慢磨去，自动驾驶的安全性就会降低。 “当在SPAD上施加比击穿电压（breakdown voltage）更高的电压时，会发生碰撞电离现象（Impact Ionization），巨大的电场（electric field）使载流子（carrier）加速运动并与原子碰撞，从而使原子中释放的自由载流子数量急速增多。这种现象被称为雪崩倍增（Avalanche Multiplication），会导致图像传感器点亮的光子产生大量自由载流子。”他写道。 这就意味着即便激光发射单元发射的激光仅有少量反射回来，通过雪崩倍增现象传感器仍旧能够将光子大量增加，并且识别为大量的光子。这就意味着，SPAD传感器具有非常高的信噪比。 同时，SPAD在接收的光子数量极少的情况下就能完成成像，因此其“快门速度”可以做到非常短，提升感知帧率。 02. 双层芯片架构 响应速度远超现有产品 索尼除了将SPAD技术逐步推向量产之外，也使用了已经打磨多年的一项技术——双层图像传感器堆叠，这项技术能够让感知响应速度更快。 在去年2月的一次演讲中，索尼半导体公司高级经理Oichi Kumagai对SPAD激光雷达传感器的技术路线进行了详细介绍。 此外，由于每一个SPAD像素都能与下方逻辑电路通过铜-铜（Cu-Cu）组件连接起来，因此只要光子进入SPAD，就能经过雪崩进入逻辑电路。从感知到光子，到完成数字信号转换，整个过程只需要6纳秒，这一表现非常出色。索尼开发了数字时间转换器（TDC），直接能够将光子飞行时间转换为数值，不需要二次计算。 （编辑：厦门网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
