豐田中央研究所試制出了車載近紅外線激光雷達(dá)系統(tǒng)，配備在行駛的汽車上，可三維識(shí)別周圍的行人、汽車、建筑物及地形等，并在“第61屆應(yīng)用物理學(xué)會(huì)春季學(xué)術(shù)演講會(huì)”（2014年3月17～20日于日本青山學(xué)院大學(xué)相模原校區(qū)舉行）上，公布了試制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果（演講編號(hào)：17p-E9-5）。

開發(fā)系統(tǒng)獲得的距離信息（上）和圖像（豐田中研在“ISSCC 2013”上公布的內(nèi)容）

激光雷達(dá)是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制車速等的ACC（主動(dòng)巡航控制系統(tǒng)）以及未來的自動(dòng)駕駛要使用的核心技術(shù)?？捎烧丈涞募す饧捌浞瓷涔猓瑢?shí)時(shí)三維識(shí)別周圍的形狀。還可與地圖信息對(duì)照，推斷當(dāng)前位置。但目前能夠買到的產(chǎn)品十分有限。各公司開展的自動(dòng)駕駛實(shí)驗(yàn)大多使用美國Velodyne公司制造的激光雷達(dá)。豐田中研也曾利用Velodyne公司的產(chǎn)品進(jìn)行過新一代駕駛系統(tǒng)的研究。

此次豐田中研使用的試制系統(tǒng)以6面反射鏡來掃描波長為870nm的激光（圖1）。該反射鏡既可將激光二極管的光向周圍發(fā)射，還可用于將對(duì)象物的反射光導(dǎo)入受光元件（光二極管）的光路控制。

圖1：激光雷達(dá)的受光部多面反射鏡（上）和受光芯片。（照片由豐田中央研究所提供（《第61屆應(yīng)用物理學(xué)會(huì)春季學(xué)術(shù)演講會(huì)演講預(yù)稿集》、p.25、2014年3月））

對(duì)象物的反射光用該公司開發(fā)的專用芯片接收，獲得二維圖像。距離信息通過手勢識(shí)別等使用的ToF（Time of Flight）方式來推斷的。

專用芯片集成有16列×1個(gè)的受光元件。使用該受光元件，通過多面反射鏡的1面來捕捉周圍空間的16列×202點(diǎn)。也就是說，通過圍繞多面反射鏡的6個(gè)面（1幀）來拍攝96列×202點(diǎn)。幀頻為10Hz。

專用芯片的受光部采用適于高靈敏化的雪崩光電二極管。因靈敏度提高，易受到會(huì)成為噪聲的陽光等干擾，因此還采取了消除噪聲影響的措施。具體為時(shí)空域直方圖處理：以24點(diǎn)（6×4）為1組，只有組內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)同時(shí)檢測到受光時(shí)，才視為接收到了激光反射光。受光元件和信號(hào)處理部集成在設(shè)計(jì)規(guī)則為180nm的CMOS芯片上。

經(jīng)實(shí)驗(yàn)確認(rèn)，識(shí)別出了假想為穿著黑衣服的行人的板狀物體（寬30cm，反射率為9％）。反復(fù)進(jìn)行了1000次的結(jié)果，80m以內(nèi)的識(shí)別率達(dá)到90％以上。

另外，盡管光源使用的是激光，但據(jù)稱用為脈沖寬度為4ns的脈沖狀，達(dá)到了無損眼睛的安全標(biāo)準(zhǔn)。