如今，LiDAR在自動駕駛輔助系統（ADAS）、無人機、測距、人臉識別、數字相機等領域的應用越來越廣泛，也變得越來越重要。現在，讓我們回顧一下2019年的一項重要研究。在一項具有前瞻性的合作研究中，愛丁堡大學的Robert K. Henderson教授與STMicroelectronics影像部門合作，推動了基于單光子雪崩二極管（SPAD）的激光雷達（LiDAR）系統的發展，并在汽車應用領域取得了重大突破。他們的研究專注于優化SPAD的配置，以提升汽車LiDAR接收器的設計，并對該領域產生了深遠影響。
在Henderson教授的領導下，該團隊進行了具有創新性的研究，重新定義了基于SPAD的LiDAR技術的能力。他們的研究成果發表在題為《用于LiDAR接收器驗證的可重配置40納米CMOS SPAD陣列》的關鍵論文中，對該領域具有重要影響。
該研究以使用40納米CMOS技術實現的可重配置SPAD陣列為核心，提供了像素配置的靈活性。該合作開發的測試芯片利用了Xilinx Kintex-7 FPGA進行高效的數據采集，實現了同時讀取128個SPAD數字輸出。這種能力可記錄大量SPAD事件，為進一步分析提供關鍵數據。
Henderson教授團隊的關鍵突破之一是同步總和技術（SST），旨在優化基于SPAD的LiDAR系統的動態范圍。通過有效地組合多個SPAD脈沖，SST技術相較于現有方法實現了顯著提升，達到了7.5倍的增強。這一突破為長距離汽車LiDAR應用帶來了新的可能性，解決了死時間癱瘓等問題，提高了對近距離高反射目標的檢測能力。
為了補充硬件開發，該團隊還開發了一種強大的MATLAB模擬模型。該復雜模型通過考慮光子檢測概率、像素配置、傳感器吞吐量和偏置條件等多種參數，準確模擬了傳感器的性能。利用模擬結果，研究人員能夠確定不同像素配置下的最大成像距離，為傳感器設計提供明智決策。
2019年Henderson教授團隊的合作研究是基于SPAD的汽車LiDAR系統領域的一項重大成就。他們的工作提升了LiDAR技術的能力，提供了更好的性能、增強的動態范圍和更大的像素配置靈活性。
隨著對可靠且具有成本效益的自動駕駛系統需求的持續增長，這項研究的影響力不可低估。Henderson教授的團隊與STMicroelectronics的合作為基于SPAD的LiDAR系統的未來突破鋪平了道路。他們的發現為研究人員和從業者提供了寶貴見解，指導更高效和先進的自動駕駛技術的開發。
這種合作研究的持久影響凸顯了合作和創新在推動技術進步方面的力量。通過結合學術專業知識和行業經驗，Henderson教授的團隊與STMicroelectronics在基于SPAD的LiDAR系統方面取得了重要進展。可重配置的SPAD陣列，搭配SST技術和MATLAB模擬模型的支持，代表了實現更安全和更高效自動駕駛系統的重要一步。
展望未來，這項合作研究的影響將繼續塑造LiDAR系統的未來。這些具有變革性的發現將激發基于SPAD技術的更多進步，推動實現全自動駕駛車輛，并對整個汽車行業產生革命性的影響。
