[发明专利]光检测和测距LiDAR读出集成电路、LiDAR系统及其操作方法

权利要求书

1.一种光检测和测距LiDAR读出集成电路，包括：

原始直方图存储器，所述原始直方图存储器被配置为存储至少包含飞行时间时间戳信息的原始直方图数据；

直方图有效峰值检测电路，所述直方图有效峰值检测电路被配置为通过监视所述原始直方图数据中的非零竖条的数目来对所述原始直方图数据进行过滤以输出对应的有效直方图计数；以及

高速缓存，所述高速缓存被配置为接收并存储从所述直方图有效峰值检测电路输出的所述有效直方图计数。

2.根据权利要求1所述的光检测和测距LiDAR读出集成电路，其中所述直方图有效峰值检测电路包括：

原始直方图总和计数器，所述原始直方图总和计数器被配置为输出所述原始直方图数据中的多个竖条的原始直方图总计总和。

3.根据权利要求2所述的光检测和测距LiDAR读出集成电路，其中所述直方图有效峰值检测电路还包括：

在反馈布置中耦接到所述原始直方图总和计数器的求和电路。

4.根据权利要求2所述的光检测和测距LiDAR读出集成电路，其中所述直方图有效峰值检测电路还包括：

非零竖条计数器，所述非零竖条计数器被配置为输出表示所述原始直方图数据中所述非零竖条的数目的非零竖条计数。

5.根据权利要求4所述的光检测和测距LiDAR读出集成电路，其中所述直方图有效峰值检测电路还包括：

在反馈布置中耦接到所述非零竖条计数器的求和电路；以及

比较器，所述比较器具有耦接到所述原始直方图存储器的第一输入、被配置为接收零阈值的第二输入、以及耦接到所述求和电路的输出。

6.根据权利要求4所述的光检测和测距LiDAR读出集成电路，其中所述直方图有效峰值检测电路还包括：

背景噪声基底生成电路，所述背景噪声基底生成电路被配置为：接收所述原始直方图总计总和以及所述非零竖条计数；以及基于所述原始直方图总计总和以及所述非零竖条计数来生成背景噪声基底值；

求和电路，所述求和电路被配置为：接收所述背景噪声基底值和阈值电平偏移值；以及通过对所述背景噪声基底值和阈值电平偏移值求和来生成有效峰值阈值电平；

寄存器，所述寄存器被配置为输出所述阈值电平偏移值，其中所述阈值电平偏移值是可调整的；以及

比较器，所述比较器具有被配置为接收所述有效峰值阈值电平的第一输入、耦接到所述原始直方图存储器的第二输入、以及在其上生成所述有效直方图计数的输出。

7.一种操作光探测和测距LiDAR系统的方法，所述方法包括：

汇编至少包括飞行时间时间戳信息的原始直方图数据；

对所述原始直方图数据中的非零竖条的数目进行计数；

基于所述非零竖条的数目对所述原始直方图数据进行过滤以获得有效直方图计数；以及

经由芯片间数据路径将所述有效直方图计数传送到数字信号处理器。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括：

生成所述原始直方图数据中的多个竖条的原始直方图总计总和；

基于所述原始直方图总计总和以及所述非零竖条的数目来计算背景噪声基底值；以及

通过对所述背景噪声基底值和可调整的阈值电平偏移值相加来计算有效峰值阈值电平。

9.根据权利要求8所述的方法，其中过滤所述原始直方图数据包括：将所述原始直方图数据与所述有效峰值阈值水平进行比较以识别所述有效直方图计数。

10.一种系统，包括：

传感器裸片，所述传感器裸片具有单光子雪崩二极管阵列；

读出裸片，所述读出裸片被配置为从所述传感器裸片接收飞行时间时间戳信息，其中所述读出裸片包括：原始直方图存储器，所述原始直方图存储器被配置为存储基于所接收的飞行时间时间戳信息而汇编的原始直方图数据；以及直方图有效峰值检测电路，所述直方图有效峰值检测电路被配置为对所述原始直方图数据进行过滤以输出对应的有效直方图计数，并被进一步配置为输出背景噪声基底值；以及

处理器，所述处理器被配置为从所述读出裸片接收所述有效直方图计数以及所述背景噪声基底值。