激光雷达符合高精度测距应用需求
激光雷达符合高精度测距应用需求
激光雷达（light detection and ranging, LiDAR）是当前最精准的测距技术之一，并日渐普及应用到消费类、汽车、工业等领域的产品之上，市场发展前景极为可观。本文将为您介绍激光雷达的应用与发展，以及安森美半导体（ON Semiconductor）的激光雷达开发工具套件的功能特性。
激光雷达精度更高、应用更广
在物联网（IoT）应用中，有越来越多的测距和传感应用希望采用低功耗、高性能的硅光电倍增管（Silicon Photomultiplier, SiPM）技术来提升产品性能，特别是采用可维护人眼安全的近红外（NIR）波长的激光雷达应用，例如汽车高级驾驶员辅助系统（Advanced Driver Assistance Systems, ADAS）、3D深度图、移动应用、消费类和工业测距等。
所谓的SiPM是基于在普通硅衬底上实现单光子雪崩二极管（Single-photon avalanche diode, SPAD）的固态单光子敏感器件，为了利用SiPM传感器的高增益、高带宽、低电压和快速响应的特性，可以用于直接飞行时间（direct time of flight, dToF）应用，以最低的功率预算提供准确的测距。
工业级激光雷达的精确度可达到垂直5~15公分，水平30~50公分，具有更快的数据撷取与处理速度，并对环境光线与气候条件具有较大的稳定性，工业级的激光雷达可以应用在感测、物体侦测、回避与地点映射等应用。
完整开发平台加快产品开发速度
针对测距应用，安森美半导体推出了具备高灵敏度的SiPM传感器，允许使用低功率激光器来提高人眼安全性。安森美半导体并已经创建了一个软件模型，该模型可以精准确定各种输入条件下的系统性能，还创建了包含SiPM传感器的硬件测距平台。
为了加快厂商的激光雷达开发速度，安森美半导体推出了激光雷达开发工具套件，这款支持dToF技术的SiPM激光雷达演示了完整的测距应用，可帮助开发人员熟悉基础技术和所有必要的构建模块。此外，该套件还有助于评估系统的核心组件，例如SiPM传感器。通过在硬件上提供的测试点，以及在图形用户界面（GUI）上的各种功能和可配置参数，开发人员将可用快速且用户友好的方式，来评估该套件并与加快应用的开发速度。
通过FDA认证符合多项标准
SECO-RANGEFINDER-GEVK
这套型号为SECO-RANGEFINDER-GEVK的SiPM dToF激光雷达是单点测距开发套件，可用于成本优化的工业和商业应用。该套件基于安森美半导体（RB系列）的最新NIR SiPM，集成了该应用的所有基本子系统，包括激光和参考电路（Tx）、接收电路（Rx）、电源管理系统，以及核心FPGA和UART通信。该套件已经通过了FDA认证，并包括一个多功能GUI，可以对测距性能进行全面评估，并可以调整系统变量，例如SiPM-RB光电倍增管的脉冲数或偏置电压。
这套激光雷达开发工具套件采用单点dToF操作，可支持检测超过0.11 m至23 m的目标距离，使用650-1050 nm镀膜的BK7平凸透镜，可最大化测量距离，采用905±5 nm带通光学滤波器（FWHM为30±5 nm），可用于接收SiPM二极管，并在所选频谱中获得最高灵敏度，使用905 nm的激光二极管发射器与RB系列SiPM检测器，具有基于FPGA的时间数字转换器（Time to Digital Convertor, TDC），可进行自动TDC校准（采用FPGA参考时钟），支持读出、通信接口，以及两个稳压偏置电源的控制。
这套激光雷达开发工具套件采用专用的PC应用程序（GUI），支持开箱即用操作，可使用单电源操作（采用来自USB = 5 V或PMOD连接器= 3.3 V的电源），在正常操作条件与单一故障状况下，可符合BS EN 60825-1:2014的1类激光产品的电源要求，并符合激光安全标准IEC/EN 60825-1:2014和21 CFR 1040.10和1040.11，但第56号激光通告的偏差除外，可优化的系统成本，并具有适用于各种工业和物联网应用的软件可调设置，还支持可扩展平台，可以连接到蓝牙开发套件（BDK-GEVK），以及其他各种传感器和执行器。这套开发工具套件可应用于包括室内导航和测距（最大可达23 m）、碰撞检测与3D地图映射等领域。
结语
激光雷达的高精度特性，已经成为测距应用的首选，市场发展极具潜力。安森美半导体推出的SiPM dToF激光雷达开发套件，具备完整的软硬件开发平台，并已预先通过FDA认证，将可加快厂商的产品开发速度，值得有意投入相关应用产品开发的厂商深入了解。
特色产品
ON Semiconductor BAS16HT1G Rectifiers