Optimization of System Design and Calibration Algorithm for SPAD-Based LiDAR Imager

激光雷达 直方图 计算机科学 校准 固定模式噪声 电子工程 现场可编程门阵列 图像传感器 算法 物理 工程类 光学 人工智能 计算机硬件 量子力学 图像(数学)
作者
Dong Li,Rui Ma,Xiayu Wang,Jin Hu,Zhangming Zhu
出处
期刊:IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:71: 1-10 被引量:18
标识
DOI:10.1109/tim.2022.3207801
摘要

This paper presents the optimization of system design and calibration algorithm for LiDAR imager based on the single-photon avalanche diode (SPAD) image sensor. The supply voltage and the gating high-voltage driving circuit of the SPAD is optimized based on theoretical analysis and experimental data to improve the trigger times of the SPAD for the laser echo. The real-time calibration algorithm is realized in field programmable gate array (FPGA) to obtain the flight time and improve measurement reliability. A 10-bit time-efficient and area-efficient shifted inter-frame multi-event histogram and bubbling-based peak detection algorithm are used to calculate flight time, which requires the memory as low as 16 times smaller than storing complete histogram if the pixel values are coded on up to 10 bits and can detect up to four different targets simultaneously without increasing the measurement time. The performance of different kinds of background noise measurement methods is analysis based on experimental data, which shows that the measurement results are more accurate with the increasing of TDC event detection ability. The proposed crosstalk suppression algorithm based on LiDAR transmission function can reduce optical crosstalk between adjacent pixels to improve the measurement reliability of the LiDAR imager. The LiDAR imager is presented capable of measuring 10 m range with 70 Klux background noise and 30°×45° field of view.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
rrrachel发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
一个one子完成签到 ,获得积分10
2秒前
无极微光的应助被mark采纳,获得20
4秒前
lumen发布了新的文献求助10
4秒前
ggg完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
橘子皮完成签到,获得积分10
5秒前
betty发布了新的文献求助10
5秒前
yuya发布了新的文献求助10
6秒前
大模型的应助被lucky采纳,获得10
6秒前
7秒前
科目三的应助被wuchun采纳,获得40
7秒前
Koreyoshi完成签到,获得积分10
7秒前
fghjj完成签到,获得积分10
7秒前
星指江南完成签到,获得积分10
8秒前
健忘洋葱完成签到 ,获得积分10
8秒前
Alano完成签到,获得积分10
9秒前
6lllpp完成签到 ,获得积分10
9秒前
zhongy发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
9秒前
10秒前
小王同学完成签到 ,获得积分10
10秒前
lumen完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
酷波er的应助被zzz123采纳,获得10
11秒前
YOLO完成签到 ,获得积分10
11秒前
molihuakai的应助被lijun采纳,获得10
12秒前
12秒前
曾洪盛完成签到,获得积分10
12秒前
Lucas的应助被老鬼谈采纳,获得10
13秒前
阿玖发布了新的文献求助10
13秒前
15秒前
15秒前
秦小哀发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
wabfye发布了新的文献求助10
16秒前
wq完成签到,获得积分10
17秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Energie-Contracting 1500
Spec 401: Standards for Jet Fuel Facility and Equipment Commissioning and Flushing at Airports, 2026.1 (Original Issue) 1000
Spec 103: Standard for Jet Fuel Quality Control at Airports, Revision 2026.1 1000
Mathematical models in hydrology 1000
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Erzählte Gnade 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8086385
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9500379
关于积分的说明 21418242
捐赠科研通 7654991
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3403145
关于科研通互助平台的介绍 2532154
邀请新用户注册赠送积分活动 2441723