Les méthodes actuelles de surveillance des infrastructures de transport reposent sur des caméras, mais leurs performances sont limitées par la faible luminosité et les conditions météorologiques défavorables. Le LiDAR à semi-conducteurs amélioré de Toshiba offre une alternative supérieure, permettant une numérisation 3D nette et à longue portée ainsi qu'une détection d'objets dans des conditions d'éclairage et météorologiques très variées. De plus, il est compact, mesurant un tiers de la taille du prototype précédent annoncé en juillet 2020.
Les innovations apportées par Toshiba à ses puces photomultiplicatrices au silicium (SiPM) pour améliorer la résolution d'image sont fondamentales pour ce LiDAR compact. Chaque SiPM est constitué de cellules photosensibles commandées par transistors. Les nouvelles puces intègrent des modules de transistors plus petits et suppriment les couches de protection des transistors. À la place, des isolants sont placés entre les transistors et les cellules photosensibles. Le problème potentiel de la réduction de la sensibilité à la lumière due à l'utilisation de transistors plus petits a été résolu par une section haute tension renforcée afin d'augmenter la tension d'entrée de la cellule photosensible (comme illustré sur la figure 1).
Ces innovations ont permis de réduire la taille du SiPM de 75 %, tout en augmentant sa sensibilité à la lumière de 50 % par rapport à son prédécesseur de juillet 2020. Il est désormais possible d'intégrer davantage de SiPM dans le même boîtier, ce qui porte la résolution à 1200 x 80 pixels (soit une amélioration de 4 fois).
Un mécanisme de compensation de température ajuste automatiquement la tension d'entrée appliquée aux cellules photosensibles afin d'atténuer l'effet des variations de température extérieure. Ainsi, les performances du SiPM sont maintenues malgré les fluctuations de la température ambiante. De plus, grâce à son expertise dans l'assemblage de composants haute densité, Toshiba a réduit le volume global du projecteur et du récepteur LiDAR à 350 cm³ (comme illustré sur la figure 2).
Le LiDAR a effectué avec succès un tour complet d'une cible en carton placée à 50 m et a mesuré la distance avec précision. (Faible fréquence d'images (1 ips). Angle fixe. Portée de détection : ~300 m)
