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德州儀器(TI):自主決策的傳感器可以讓生活變得更加智能

2018-12-28 16:13 8350
德州儀器(TI)是全球首家提供世界上最精確的單芯片CMOS雷達(dá)傳感器的公司。憑借微控制器、射頻前端、硬件加速器和可編程數(shù)字信號(hào)處理器,TI毫米波傳感器可以計(jì)算物體的范圍、速度和角度。然后,它決定采取何種行動(dòng)。

北京2018年12月28日電 /美通社/ -- Robert 每天早上開車上班,雖然路程很短,但通勤時(shí)間就在其等紅燈的過程中被毫無知覺地延長(zhǎng)了。

尖端智能自主技術(shù):自主決策的傳感器可以讓生活變得更加智能
尖端智能自主技術(shù):自主決策的傳感器可以讓生活變得更加智能

他說:“現(xiàn)在是紅燈,但其他方向沒有人通過。在上車之前我必須冷靜下來,因?yàn)槲抑肋@種事無法避免?!?/p>

我們都遇到過這樣的情況,但對(duì)于TI工業(yè)雷達(dá)組的負(fù)責(zé)人來說,這是一種令人特別痛苦的經(jīng)歷。Robert知道,通過安裝一個(gè)簡(jiǎn)單的雷達(dá)芯片,信號(hào)燈就可以為其改變顏色。我們的TI毫米波(mmWave)傳感器能夠讓任何地方的交通信號(hào)燈根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況做出合理決定,而Robert已經(jīng)等不及這一天的到來了。

事實(shí)上,這一天也并不遙遠(yuǎn)。毫米波技術(shù)目前已實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn),為我們的工業(yè)和汽車客戶提供先進(jìn)的雷達(dá)傳感器。TI是全球首家提供世界上最精確的單芯片CMOS雷達(dá)傳感器的公司。憑借微控制器、射頻(RF)前端、硬件加速器和可編程數(shù)字信號(hào)處理器(DSP),TI毫米波傳感器可以計(jì)算物體的范圍、速度和角度(其分辨率比市面上的其他雷達(dá)傳感器高出三倍)。然后,它決定采取何種行動(dòng)。

更簡(jiǎn)單的單芯片設(shè)計(jì)

前幾代雷達(dá)傳感器尺寸較大,設(shè)計(jì)太過復(fù)雜。它們?cè)趩蝹€(gè)印刷電路板上集成了多個(gè)分立元件,通過高速接口連接至第二塊板上的處理器,而TI毫米波傳感器可將模擬和數(shù)字電路集成到一個(gè)芯片上。

與僅模擬的雷達(dá)傳感器不同,這些傳感器不會(huì)將數(shù)據(jù)發(fā)送到處理器、服務(wù)器或云端以等待指令。

Robert說:“所有智能功能都集成在該傳感器中,這就是邊緣的智能自主技術(shù)。”

精確且高度可編程的TI毫米波傳感器除了可以縮短Robert的通勤時(shí)間,還有可能帶來更大的裨益。從使房屋更加舒適、提高工作場(chǎng)所效率,到強(qiáng)化智慧城市,對(duì)其影響范圍的預(yù)測(cè)囊括了生活工作的方方面面。

汽車和工業(yè)客戶已經(jīng)開始在設(shè)計(jì)他們的產(chǎn)品時(shí)指定使用TI的毫米波傳感器,農(nóng)業(yè)、無人機(jī)開發(fā)、醫(yī)療保健、人機(jī)協(xié)作、安全等方面的工程師也是如此。

TI汽車?yán)走_(dá)組的負(fù)責(zé)人Kishore表示,“我們的高度可編程傳感器集成了模擬和數(shù)字功能,方便客戶使用。”

普遍存在,而非稀有罕見

要明確的是,“邊緣智能自主技術(shù)”并非超級(jí)人工智能的代名詞。無論是在現(xiàn)場(chǎng)還是在網(wǎng)上做出決定,Robert表示:“它仍然是一個(gè)使用硬件、軟件和邏輯將決定傳達(dá)給更大的網(wǎng)絡(luò)的處理引擎。我們?cè)诠I(yè)領(lǐng)域的目標(biāo)是通過增加傳感功能來改善某些應(yīng)用。在某些情況下,我們希望擴(kuò)大其他我們相信會(huì)為其帶來價(jià)值定位從而改善某些事物的傳感技術(shù),比如光學(xué)解決方案或激光雷達(dá)”。

為了實(shí)現(xiàn)汽車自主駕駛,Kishore表示TI毫米波傳感器必須與多種傳感模式協(xié)同工作,包括相機(jī)、激光雷達(dá)和超聲波傳感器。他說:“一種傳感技術(shù)可能有所不足,而其他傳感技術(shù)可以彌補(bǔ)這種不足?!?/p>

無論采用哪種方式(單獨(dú)采用一種傳感器或增加其他傳感器),實(shí)時(shí)決策、功耗低和尺寸小所帶來的好處可能使TI毫米波傳感器得到廣泛使用,即使不是無處不在。

TI于5月宣布批量生產(chǎn)超寬帶汽車和工業(yè)級(jí)TI毫米波傳感器,并將繼續(xù)增強(qiáng)我們的產(chǎn)品組合。

毫米波傳感器如何改變一切

為什么TI毫米波傳感器能夠比攝像頭或簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)傳感器更好地縮短Robert早上的通勤時(shí)間?首先,雷達(dá)功能更加強(qiáng)大。攝像頭和其他技術(shù)可能受到環(huán)境條件的制約。但即使在漆黑的環(huán)境、下雨天以及極端的溫度下,雷達(dá)也可以感知到汽車的距離,而且集成的數(shù)字處理功能可讓毫米波傳感器做出決定。

Robert說:“雷達(dá)可以表達(dá),‘我在這條路上距離50米遠(yuǎn)的地方以及在那個(gè)方向距離75米遠(yuǎn)的地方檢測(cè)到車輛,所以我需要把這里的信號(hào)燈變成綠色,并將其他的變成紅色’。如果沒有這種處理能力,則必須將其觀察結(jié)果發(fā)送到一個(gè)控制中心,該中心將轉(zhuǎn)發(fā)該指令以改變光信號(hào)燈?!?/p>

憑借這種決策能力,TI毫米波傳感器可在現(xiàn)場(chǎng)就作出決定,然后將其選擇輸送到網(wǎng)絡(luò)用于跟蹤記錄。

毫米波傳感器的其他幾種潛在的變革性運(yùn)動(dòng)探測(cè)應(yīng)用場(chǎng)景包括:

  • 消除可視門鈴的誤報(bào)。Robert說:“擁有這些系統(tǒng)的人,其手機(jī)上通常都會(huì)收到大約30秒的無用視頻,比如當(dāng)攝像頭檢測(cè)到樹木搖晃或陽(yáng)光照射時(shí)就會(huì)將其遠(yuǎn)距離輸送出去”,而TI毫米波傳感器卻可以使門鈴在決定是否錄制視頻之前區(qū)分人類、動(dòng)物和任何其他移動(dòng)物體。
  • 幫助急救人員。在辦公室或公寓建筑事故中,TI毫米波傳感器可以穿過墻壁檢測(cè)到微小運(yùn)動(dòng),從而幫助緊急救援人員更快地解救人員。即使是無意識(shí)的人也會(huì)被雷達(dá)注意到,這種雷達(dá)可以感測(cè)到微米級(jí)的運(yùn)動(dòng),例如人的胸部在呼吸時(shí)的伸展和收縮運(yùn)動(dòng)。
  • 優(yōu)化室內(nèi)環(huán)境。TI毫米波傳感器可以使智能建筑系統(tǒng)根據(jù)房間內(nèi)的人數(shù)和流動(dòng)情況自主調(diào)節(jié)制冷、采暖和照明。當(dāng)然,攝像頭可以看清房間里有多少人,但是無論環(huán)境是否黑暗以及是否隔著門和墻壁,TI毫米波傳感器均可在不侵犯隱私的情況下評(píng)估人數(shù)及其移動(dòng)情況。
  • 無接觸地監(jiān)測(cè)患者和新生兒。TI毫米波傳感器無論安裝在天花板上、床墊下或墻壁后面,都可以在不接觸患者的情況下監(jiān)測(cè)他們的心率、呼吸和其他生命體征。當(dāng)集成到醫(yī)療系統(tǒng)中時(shí),可以監(jiān)測(cè)高度敏感的群體,例如嬰兒和燒傷患者,避免因身體接觸造成額外痛苦或連接探針和電極的不切實(shí)際做法。
尖端智能自主技術(shù):自主決策的傳感器可以讓生活變得更加智能
尖端智能自主技術(shù):自主決策的傳感器可以讓生活變得更加智能

體現(xiàn)在多個(gè)方面的汽車自主技術(shù)

在汽車內(nèi)部和外部,TI毫米波傳感器的應(yīng)用場(chǎng)景也是多種多樣的。雖然汽車?yán)走_(dá)已存在一段時(shí)間,但Kishore表示,現(xiàn)在不同的是TI毫米波傳感器可以形成級(jí)聯(lián)雷達(dá)。

他說:“我們可以以級(jí)聯(lián)形式連接多個(gè)雷達(dá)收發(fā)器,使汽車能夠檢測(cè)到遠(yuǎn)達(dá)350米或更遠(yuǎn)的物體。我們還能夠達(dá)到誤差低于1度的精度水平,從而提供類似激光雷達(dá)的性能?!?/p>

Kishore預(yù)測(cè),到2025年,毫米波將成為自主駕駛汽車前方雷達(dá)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。它也可以放置在汽車內(nèi)外的多個(gè)位置。其中的好處包括:

  • 可以檢測(cè)到在汽車后座的兒童和寵物,并提醒駕駛員車上有其他乘客。
  • 如果駕駛員打瞌睡,則可以通過振動(dòng)的座椅或方向盤輕輕將其喚醒。即使在駕駛員戴著太陽(yáng)鏡或陽(yáng)光太亮使攝像頭無法有效工作的情況下,毫米波傳感器也能獲得瞌睡信號(hào)。
  • 響應(yīng)呼吸和心率變化的傳感器可以通過幫助汽車導(dǎo)航并提醒系統(tǒng)呼叫緊急服務(wù)來幫助拯救突然發(fā)病的駕駛員。
  • 車門操作系統(tǒng)可以防止夾手,避免撞到經(jīng)過的騎車人以及損壞其他停放的汽車。
  • 由于變化的溫度壓力或同頻噪聲可能導(dǎo)致超聲波停車輔助傳感器發(fā)生故障,而TI毫米波傳感器可以介入以幫助自動(dòng)停車。Kishore說:“雷達(dá)傳感器的附加功能將改變停車應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)方式。這種應(yīng)對(duì)惡劣環(huán)境條件的可靠性正是ADAS應(yīng)用需要雷達(dá)的原因?!?/li>

我們依靠雷達(dá)輔助的未來

無人機(jī)、叉車和機(jī)器人吸塵器都只是數(shù)百種將從邊緣智能中直接獲益的設(shè)備中的一小部分,這得益于TI毫米波傳感器能夠檢測(cè)到急速降落物、電源線和其他障礙物。Kishore表示,還有許多可以集成毫米波傳感器的應(yīng)用需要探索。在汽車行業(yè),他設(shè)想可以借助毫米波傳感器實(shí)現(xiàn)車輛間通信和道路危險(xiǎn)警告。

至于未來的工業(yè)應(yīng)用,Robert設(shè)想會(huì)有更多自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù),以及之后依靠雷達(dá)傳感器實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)品運(yùn)送。他對(duì)將毫米波傳感器的獨(dú)特功能混合在一起以實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)作的潛力感到特別興奮。

他說:“請(qǐng)記住,雷達(dá)為您提供了三個(gè)其他技術(shù)無法提供的關(guān)于物體的數(shù)據(jù):范圍、速度和角度。因此,它可以同時(shí)檢測(cè)動(dòng)作并識(shí)別手勢(shì)?!?/p>

在自動(dòng)化的工廠中,當(dāng)有人進(jìn)入危險(xiǎn)機(jī)器的幾米范圍內(nèi)時(shí),警報(bào)會(huì)響起;而如果有人以更高的速度接近,毫米波傳感器可能會(huì)更快地發(fā)出警報(bào)聲。Robert說:“它使我們能夠形成安全防護(hù)系統(tǒng),以減少事故的發(fā)生?!奔词故亲詣?dòng)門也會(huì)變得更智能,它可以根據(jù)人的身體角度識(shí)別他想要出去還是只是路過,從而為其開門或保持關(guān)閉狀態(tài)。

最終,TI毫米波傳感器讓世界變得更加智能的方式僅取決于開發(fā)人員的想象力。

Robert說:“我們制造客戶使用的組件,而他們提出了我們將在現(xiàn)實(shí)世界中看到的超乎尋常的創(chuàng)意。目前我們只是看到這種技術(shù)廣闊應(yīng)用的冰山一角,我們期待看到客戶接下來的行動(dòng)。”

查看我們的白皮書:毫米波:實(shí)現(xiàn)更智能的邊緣自主技術(shù)。

了解TI毫米波傳感器如何使生活更加智能了解更多有關(guān)可集成于單芯片上的全球最精確的毫米波傳感器的信息。

消息來源:德州儀器
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