Os métodos atuais de monitorização da infraestrutura de transporte dependem de câmaras, mas o seu desempenho é prejudicado pelos baixos níveis de luz e pelas condições meteorológicas adversas. A unidade LiDAR de estado sólido melhorada da Toshiba oferece uma alternativa superior, proporcionando uma digitalização 3D nítida e de longo alcance, bem como deteção de objetos numa vasta gama de condições de iluminação e clima. Além disso, é compacta, medindo um terço do tamanho do protótipo anterior anunciado em julho de 2020.
As inovações introduzidas pela Toshiba nos seus chips de fotomultiplicadores de silício (SiPM) para melhorar a resolução da imagem são fundamentais para esta unidade LiDAR compacta. Cada SiPM consiste em células recetoras de luz controladas por transístores. Os novos chips possuem módulos de transístores mais pequenos e eliminam as camadas que protegem os transístores. Em vez disso, são colocados isolantes entre os transístores e as células recetoras de luz. O potencial problema da redução da sensibilidade à luz devido à utilização de transístores mais pequenos foi resolvido por uma secção de alta tensão com suporte para aumentar a tensão de entrada na célula recetora de luz (conforme descrito na Figura 1).
Estas inovações reduziram o tamanho do SiPM em 75%, ao mesmo tempo que aumentaram a sua sensibilidade à luz em 50% em comparação com o seu antecessor de julho de 2020. Agora é possível colocar mais SiPMs no mesmo encapsulamento, aumentando a resolução para 1200 x 80 pixels (uma melhoria de 4 vezes).
Um mecanismo de compensação de temperatura ajusta automaticamente a tensão de entrada aplicada às células recetoras de luz para mitigar o efeito das variações de temperatura exterior. Isto significa que o desempenho do SiPM é mantido apesar das flutuações da temperatura ambiente. Além disso, aproveitando a sua experiência na montagem de componentes de alta densidade, a Toshiba reduziu o tamanho global do projetor e do recetor LiDAR para um volume de 350 cm³ (como mostra a Figura 2).
O LiDAR circulou com sucesso um alvo de cartão colocado a 50 m de distância e mediu a distância com precisão. (Baixa taxa de fotogramas (1 fps). Ângulo fixo. Alcance de deteção: ~300 m)
