如今，我們已經(jīng)過上了高度依賴傳感器的日子，可以說衣食住行都有它們的身影，比如我們早期著裝時的穿衣鏡中，很可能就有ToF 傳感器和光線強度傳感器，在你靠近鏡子的時候，鏡子的照明會亮起來，并根據(jù)環(huán)境調(diào)節(jié)出合適的亮度；送到嘴邊的食品，可能經(jīng)過了復(fù)雜的生產(chǎn)和物流系統(tǒng)和高度智能化的加工和包裝環(huán)節(jié)；出行自駕車輛中的 DMS( 駕駛員監(jiān)控系統(tǒng) )可以實時觀察你的疲勞狀態(tài)，或者注意力被分散的情況，車外的觀察系統(tǒng)則觀察交通狀況及時提醒，避免可能發(fā)生的事故，這些都要仰仗各種傳感器系統(tǒng)的交互。
在很多應(yīng)用場景中，單以傳感器已經(jīng)無法勝任多樣化的需求，比如當(dāng)車輛行駛中，激光雷達(LiDAR)發(fā)現(xiàn)障礙物的時候，需要車載攝像頭幫忙識別出，具體是人還是物，還要借助毫米波雷達觀察出物體是運動還是靜止，最后由系統(tǒng)做出決策或者告知駕駛員是否需要做出避障的動作等等;LiDAR 技術(shù)不斷發(fā)展，最近，探測器技術(shù)以及用于創(chuàng)建3D 地圖的方法都有了進步。它支持輕松地測距和創(chuàng)建精確而詳細的 3D 圖。即使功率和激光發(fā)射器功率受到安全限制，但通過精心選擇波長和使用多射光脈沖，也可提高信噪比，實現(xiàn)長距測量。。再如 MEMS 運動傳感器，就是將三軸加速器、三軸陀螺儀和三軸地磁傳感器融合，獲得準(zhǔn)確的運動數(shù)據(jù)。
在高度數(shù)字化的世界中，無處不在的傳感器成為我們與這個虛擬世界溝通的橋梁，借助這座橋梁，我們生活的方方面面、我們的喜怒哀樂在數(shù)字世界有了映射，讓我們在數(shù)字世界中變得更加清晰和完整。同時，借助各式各樣的傳感器，我們也在擴大對周圍，對世界的感知能力，察覺以往被忽視或者沒有發(fā)現(xiàn)的信息，成為人類五感(聽覺、觸覺、視覺、味覺和嗅覺)能力的延伸。透過各種傳感器的組合使用，人類的感知能力將會再度提升到一個新的高度，將感知延伸到五感之外。
我們也讓傳感器融入了我們的生活之中，透過它們默默無聞的工作，我們的健康狀況得到改善，生活、工作娛樂的方式變得更加多樣。即便是面對洶涌而來的COVID-19病毒，我們大部分人也能最大限度地面受其擾。醫(yī)生借助多種傳感器，無論是接觸式還是非接觸式，收集到大量有用信息，與疾病戰(zhàn)斗能力還得了到加強。
從照明感知開始
出于綠能的考慮，在家居應(yīng)用中，照明較早被賦予智能概念，從遠程控制、聲音控制到感應(yīng)式照明，如今照明系統(tǒng)能夠越來越精確地提供按需照明，感應(yīng)式照明也從早期的小夜燈，安裝到家中各個位置，包括廚房和衛(wèi)生間都陸續(xù)出現(xiàn)了它們的身影，雖然是短短幾步的路程，卻是照明系統(tǒng)的感知一次大升級。
過去的感應(yīng)式照明，在檢測到有人靠近后燈會亮起，但以衛(wèi)生間應(yīng)用為例，當(dāng)用戶在衛(wèi)生間坐下一段時間之后，或者洗澡一段時間后，燈光會自動關(guān)閉，因為照明系統(tǒng)已經(jīng)感知不到有人在“活動“，就要為主人節(jié)約能源，。類似的情況在起居環(huán)境也有，這種尷尬的使用體驗導(dǎo)致很多用戶吐槽。
那么能否讓照明系統(tǒng)能夠感知靜態(tài)狀況的人，即人體存在感知能力？答案是毫米波技術(shù)
表：人 / 物體感知常見技術(shù)對比
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人/物體感知常見技術(shù)對比 |
超聲波 |
紅外/激光TOF |
毫米波（mmWave） |
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感測器位置 |
暴露在外 |
可安裝在玻璃后面 |
可穿透塑料無需額外設(shè)計 |
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測量信號速度 |
音速 |
光速 |
光速 |
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監(jiān)測距離 |
5米 |
8米 |
100米 |
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受到境干擾 |
煙霧/氣體干擾 |
影響較大 |
影響嚴(yán)重 |
不受影響 |
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壓力干擾 |
影響較大 |
略有影響 |
不受影響 |
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溫度干擾 |
影響較大 |
影響較大/激光ToF不受影響 |
不受影響 |
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強光 |
不影響 |
影響嚴(yán)重 |
不受影響 |
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被測物特征影響 |
深色物體 |
不受影響 |
影響較大 |
不受影響 |
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透明介質(zhì) |
不受影響 |
不能工作 |
不受影響 |
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液體 |
略有影響 |
影響較大 |
不受影響 |
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軟 |
影響嚴(yán)重 |
不受影響 |
影響較大 |
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可感知信息 |
距離 |
距離 |
距離、速度、運動防方向、角度 |
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數(shù)據(jù)源 :COMPOTECH 編輯部整里制作
常見的人體感應(yīng)技術(shù)中，紅外感應(yīng)器是最早被廣泛使用的技術(shù)，紅外感應(yīng)器通過收集紅外能量變化觸發(fā)感應(yīng)器動作，使用成本低廉。但是缺點也非常明顯，就是受環(huán)境溫度影響，當(dāng)夏天環(huán)境溫度接近體溫時，紅外人體感應(yīng)器就會變得不太靈敏。而采用毫米波技術(shù)的PCR（Pulsed Coherent Radar）雷達傳感器，可以對察覺非常細微的運動，工作頻段在61GHz，且提供高精度感知數(shù)據(jù)。比如人的呼吸狀況，這樣即便是看起來靜止不動、或者處于熟睡狀態(tài)的人，但仍然能夠被PCR系統(tǒng)感知到，從而解決在衛(wèi)生間尷尬的使用體驗。
傳統(tǒng)的紅外式人體感測器 圖片來源：panasonic.com
人體感應(yīng)雷達模組可以識別有人/無人；不受溫度、濕度、噪聲、氣流、塵埃、光照等影響，適合惡劣環(huán)境；輸出功率小，長時間照射對人體無傷害。來自瑞典的acconeer就是一家提供PCR雷達傳感器的公司，他們的產(chǎn)品工作在60GHz ISM頻段，照明設(shè)備商只要給設(shè)備配備上PCR雷達傳感器，就可以解決識別處于靜態(tài)的人或動物的問題。
PCR（Pulsed Coherent Radar）傳感器 圖片來源：www.acconeer.com
PCR雷達感應(yīng)式照明 圖片來源： www.ferry-semi.com
更為重要的是，PCR感應(yīng)模組除了可以對靜止、微運動還是運動人員實現(xiàn)準(zhǔn)確檢測，還沒有隱私、敏感問題，感應(yīng)器不要鏡頭，而且檢測距離遠，適配各種安裝高度；可自由設(shè)定檢測范圍，適用于不同大小和形狀的空間區(qū)域，而且不受環(huán)境障礙物影響，如煙霧，污垢遮擋、低光照，熱源等；可隱藏在木材或塑料天花板等非金屬材料后。
實際上PCR雷達傳感器的適用范圍遠不止照明應(yīng)用，由于其多種數(shù)據(jù)的感知能力，在包括健康監(jiān)測、交通、樓宇以及工業(yè)部分都有廣泛用途。
在COVID-19疫情大環(huán)境下，在包括工廠、學(xué)校、幼兒園在內(nèi)的很多公共場合都配備了紫外消殺燈，在沒有人員活動的區(qū)域定期進行紫外線消毒動作，但是由于管理和使用的疏忽，學(xué)生、老師被紫外線燈灼傷皮膚和眼睛的事情時有發(fā)生，這時借助感PCR雷達傳感器，就能十分有效地及時發(fā)現(xiàn)消毒區(qū)域的狀況，避免人傷事故發(fā)生。
穿戴式設(shè)備守護健康
“COVID-19疫情的發(fā)生，推動業(yè)界向監(jiān)測臨床級測量數(shù)據(jù)邁進，例血氧飽和度(SpO2)、呼吸與體溫監(jiān)測。”Maxim Integrated工業(yè)與醫(yī)療健康事業(yè)部總經(jīng)理Andrew Baker表示：“開發(fā)人員不斷推出創(chuàng)新方案，提供更深入的健康狀況認(rèn)知，打開改善人類健康的大門，并將人們到醫(yī)療機構(gòu)就診所需的時間降至最少，從而保持了遠程病人監(jiān)護的市場發(fā)展勢頭。”
越來越多的證據(jù)表明，低血氧飽和度（SpO2）是一些COVID-19高危患者出現(xiàn)呼吸困難之前的早期癥狀，而對COVID-19患者來說，越早發(fā)現(xiàn)和治療，就離死神越遠。因此，具有無創(chuàng)血氧檢測功能的設(shè)備迅速成為市場新寵，包括智能手表，便攜式血氧機在內(nèi)設(shè)備被消費者熱情地“請“回家中。
無創(chuàng)式血氧傳感器的檢測原理是分辨血液中的氧合紅蛋白(Hb02)與還原血紅蛋白(Hb)含量，利用其對紅光和紅外光的不同吸收率特性，計算得出血氧含量。供應(yīng)商包括有TE、OSI、歐光、AMS這樣的大型公司，也吸引了越來越多各地業(yè)者進入這一領(lǐng)域。
魚躍指壓式無創(chuàng)血氧測試儀器YX303 圖片來源：yuyue.com.cn
2020年9月，Apple發(fā)布的新款智能手表，Apple watch6 就推出了測量血氧的功能，蘋果宣稱僅需15秒就能夠測出用戶的血氧值，而最新發(fā)布的Apple watch 7將測試速度提升到10秒內(nèi)。之后，包括三星，華為，vivo、華米等制造商也先后推出了具有血氧檢測功能的可穿戴設(shè)備。這其中，華米科技的Amazfit Pop智能手表，售價不到300元人民幣，將血氧功能帶向更為廣泛的中低端設(shè)備市場。
最新的Apple Watch 7 圖片來源：apple.com
與傳統(tǒng)的醫(yī)用血氧測試設(shè)備不同，智能手表由于被用戶長時間佩戴，因此可以提供更加完整的監(jiān)測數(shù)據(jù)，為相關(guān)疾病的預(yù)防與診斷提供更具意義的數(shù)據(jù)。
SpO2（血氧飽和度）：是指血液中血紅蛋白氣(O2)占血液中血紅蛋白(Hb)所能結(jié)合氧氣的最大量的百分比。足夠的氧是所有生命體的物質(zhì)基礎(chǔ)，SpO2是反應(yīng)血液含氧量的重要參數(shù)。人體的血液通過心臟的收縮和處長脈動地流過肺部，一定含量的還原血紅蛋白（Hb）與從肺泡攝取的氧氣結(jié)合變成了氧合血紅蛋白(Hb02)，這些氧通過動脈系統(tǒng)直達毛細血管，然后將氧釋放，維持組織細胞的新陳代謝。能否充分吸人氧氣，使動脈血液中溶人足夠的氧，對維持生命是至關(guān)重要的。及時檢測動脈中氧含量是否充分，又是判斷人體呼吸系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)是否出現(xiàn)障礙或者周圍環(huán)境是否缺氧的重要指標(biāo)。臨床上一般通過測量血氧飽和度來判斷人體血液中的含氧量。
與手表和智能手環(huán)類似，另一件人們長時間佩戴的設(shè)備----耳機，也正在被注入健康檢測的能力。根據(jù)美國專利局的公開信息，蘋果公司的Beats Earphones專利，將為耳機引入健康監(jiān)測傳感器。據(jù)悉，蘋果公司正在開發(fā)Apple Watch 中使用過的PPG傳感器和ECG心電傳感器的更小尺寸版本，期望未來能夠搭載在耳機上，為用戶提供更多健康相關(guān)的監(jiān)測數(shù)據(jù)。在檢測血氧飽和度時，利用光電容積脈搏波描記法 (PPG)照亮一塊皮膚，檢測Hb02與Hb的數(shù)據(jù)，就能得出血氧飽和度參數(shù)。
健康監(jiān)測的功能，可能會成為下一代TWS耳機的爭奪重點，市場也需要更多更小尺寸的傳感器產(chǎn)品。
例如，AMS的AS7038RB超薄傳感器，就可集成到耳塞、智能手表和腕帶等可穿戴消費類產(chǎn)品以及貼片和血氧測量器等醫(yī)療設(shè)備。將小尺寸、多功能和高性能信號鏈整合在一起，適合OEM在空間受限的消費產(chǎn)品和醫(yī)療產(chǎn)品中開發(fā)創(chuàng)新型健康監(jiān)測應(yīng)用。該傳感器采用3.70 mm x 3.10 mm小型封裝，厚度僅0.65 mm。其中集成了1個高靈敏度光電二極管、4個LED驅(qū)動器、1個模擬前端和1個程序發(fā)生器。此外，還隨附提供SpO2和心率測量應(yīng)用軟件。模擬前端支持同時進行ECG測量，并且符合IEC 6060-2-47醫(yī)學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的要求。
AMS AS7038RB傳感器 圖片來源:ams.com
借助艾邁斯半導(dǎo)體獨有的晶圓級干涉濾光片技術(shù)，AS7038RB測量SpO2的準(zhǔn)確性與醫(yī)院測試設(shè)施中使用醫(yī)療級脈搏血氧測量器的測量結(jié)果非常接近。該濾光片使AS7038RB能夠捕獲590nm-710nm信號和近紅外（800nm-1050nm）波長頻段以便進行SpO2測量，同時屏蔽其他波長的環(huán)境光干擾。
艾邁斯半導(dǎo)體副總裁、配件和可穿戴設(shè)備解決方案業(yè)務(wù)部門總經(jīng)理Wim Renirie表示：“AS7038RB還提供附加診斷工具，無需醫(yī)務(wù)人員就可利用可穿戴設(shè)備和一次性設(shè)備安全準(zhǔn)確地監(jiān)測血氧飽和度。目前，艾邁斯半導(dǎo)體正與眾多合作伙伴共同努力開發(fā)用于測試和診斷COVID-19的創(chuàng)新型解決方案。”
毫米波雷達傳感器進入生命體征監(jiān)測
生命體征是一組個人健康狀況和身體功能的醫(yī)學(xué)參數(shù)，它們可為疾病恢復(fù)或及時診斷提供線索。目前主要并且便于獲取的生命體征有四個：體溫（BT）、血壓（BP）、呼吸頻率（BR）和心率（HR），生命體征因年齡、性別、體重和健康水平而異，同時也會一個人在特定情況下的身體或心理活動而有所不同。例如，人們在靜止和運動時，動的人會表現(xiàn)出不同的體溫、呼吸頻率和心率。
在現(xiàn)有生命體征監(jiān)測應(yīng)用中，大多采用接觸式方案，也就是用戶需要佩戴各種設(shè)備，盡管可穿戴設(shè)備的用戶體驗已經(jīng)非常好，但并非所有場合都適合佩戴各種檢測設(shè)備，比如睡眠時。越來越多的醫(yī)療機構(gòu)開始關(guān)注人們在睡眠狀況下的生命體征狀態(tài)，透過呼吸頻率、體溫、心率的檢測，能夠?qū)σ恍┲卮蠹膊∵M行早期發(fā)現(xiàn)。比如人們睡眠時的呼吸暫停問題，傳統(tǒng)的方法，需要患者在醫(yī)院佩戴專用設(shè)備對睡眠狀況進行監(jiān)測，但由于患者并非在一個熟悉的環(huán)境下睡眠，而且身上的裝置由異物感，會直接影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在這些應(yīng)用中，能否找到一種非接觸的測量方法，隔空完成心率、呼吸、體溫等生命體征參數(shù)的搜集呢？科技人員想到了雷達。
雷達路徑上的任何物體都會反射回信號，產(chǎn)生并通過發(fā)射器發(fā)送一個頻率隨時間逐漸增加的信號，當(dāng)這個信號遇到物體之后會反射回來，其時延是距離/光速數(shù)值的2倍，而返回來的波形和發(fā)出的波形之間有個頻率差，這個頻率差和時延呈線性關(guān)系，將這兩個頻率做減法，就可以得到二者頻率的差頻（差拍頻率），雷達系統(tǒng)通過捕獲和處理反射信號，可以確定目標(biāo)的距離、速度和角度。毫米波雷達在目標(biāo)距離檢測中提供毫米級精度的潛力使其成為檢測人體生物信號的理想技術(shù)。
雷達起源與二戰(zhàn)時期，被用于防空。后來在汽車領(lǐng)域成為自動駕駛的重要視覺功能，在目前的L2.5以上的自動駕駛系統(tǒng)中，毫米波雷達成為標(biāo)準(zhǔn)配置。毫米波雷達不容易受環(huán)境（溫度光線等）的影響，能夠穿透塑料、墻板和衣服等非金屬材料，在安裝和使用時限制較小；透過確定移動物體的方向、速度、距離，甚至可以根據(jù)天線配置確定移動物體的準(zhǔn)確位置，高精度的數(shù)據(jù)和豐富的信息，將這些善加利用就能得到我們需要生命體征信息。
按照工作頻段，民用市場的毫米波雷達可以分為三類：
24GHz毫米波雷達:波長為125mm，勉強夠得上毫米波，由于頻段的頻率比較低，帶寬比較窄（只有250MHz），因此24GHz毫米波雷達在測量精度上受限，這也在一定程度上限制了其應(yīng)用范圍的擴展。好在其技術(shù)成熟，成本低廉，在居家、辦公還有工業(yè)的感應(yīng)式照明以及早期的汽車應(yīng)用中，這個頻段的毫米波雷達被廣泛使用。
77GHz毫米波雷達：波長只有3.9mm，頻率比較高，帶寬可達4GHz。目前主要集中在汽車領(lǐng)域，而且很多國家和地區(qū)也將這個頻段分配為汽車的專用頻段。
60GHz毫米波雷達：波長5mm，具有高達7GHz的可用于短程應(yīng)用的免許可帶寬，因此其可以提供更好的分辨率。它的出現(xiàn)主要應(yīng)對24GHz雷達帶寬受限、精度不足、對運用物體的感測有局限的問題。也為生命體征監(jiān)測提供了技術(shù)基礎(chǔ)。
米波雷達與智慧養(yǎng)老相結(jié)合，還可以演化出跌倒報警、睡眠監(jiān)控等更多的新用例。這一領(lǐng)域未來的前景，也非常值得關(guān)注。比如，安富利就開發(fā)出了一款基于英飛凌BGT60TR1X系列毫米波雷達芯片的呼吸心跳檢測解決方案，該方案利用一發(fā)一收兩根天線即可工作，采集得到的數(shù)據(jù)通過基于Arm Cortex-M7的低成本MCU上進行處理，能夠在大范圍內(nèi)自動檢測并捕獲呼吸和心跳引發(fā)的細微動作。
安富利毫米波雷達呼吸心跳檢測方案實測圖 左上和右上圖顯示的是隨呼吸和心跳引發(fā)的胸部位移變化
英飛凌毫米波雷達傳感器
英飛凌毫米波雷達在5mm*6.5mm的極小面積上集成了收發(fā)天線，并具備功耗低的特性。它可以感知封閉空間中物體的運動狀態(tài)，甚至能以毫米級的精度對物體間的距離進行測量。該生命體征監(jiān)測方案可以全天時全天候、非接觸式地進行室內(nèi)場景下的呼吸/心率等生命體征監(jiān)測，其中呼吸監(jiān)測最遠距離達4米、心跳監(jiān)測最遠距離1.5米，具備實時監(jiān)測、即時反饋的特性，最快數(shù)據(jù)刷新周期僅1秒。除了測得遠，該方案更具有高精度與高準(zhǔn)確度的優(yōu)勢，呼吸頻率誤差±1、心跳頻率誤差±2。完整方案還支持多種數(shù)據(jù)通信方式，支持長時間生命數(shù)據(jù)記錄，日志數(shù)據(jù)可上云等等。
借助MEMS傳感器實現(xiàn)無聲語音傳遞
接觸傳感器“觸摸”聽不到的語言，是由東京大學(xué)和索尼計算機科學(xué)研究所（CSL）共同研發(fā)的人工智能（AI）系統(tǒng)“Derma”。透過Derma系統(tǒng)，只要在喉嚨周圍的皮膚上貼上MEMS慣性傳感器，利用喉嚨和下顎的皮膚震動，就能將口形轉(zhuǎn)化為語音。
這項研究靈感最初來源于視聽障礙者的觸診唇讀法，人們用手指觸摸說話者的嘴唇和下巴周圍，以此讀取說話內(nèi)容。
研究人員將MEMS傳感器和開發(fā)板接到身上進行測試
透過MEMS傳感器識別不能發(fā)聲者的聲音
圖說 :Derma：使用經(jīng)皮運動感測的無聲語音交互
無聲言語互動(SSI)可以在不發(fā)出實際聲音的情況下進行言語交流，并有可能在公共場所進行言語交流。然而，通常研究的基于圖像的SSI唇讀需要在臉部前面有一個攝像頭，因此不適合移動使用。超聲波成像需要昂貴而復(fù)雜的設(shè)備。相比之下，研究團隊提出了一種簡單得多的皮膚運動傳感方法。兩個小的六自由度加速度/角速度傳感器安裝在下巴下，獲取無聲發(fā)聲引起的皮膚運動的12維多維信息。雖然之前的唇讀研究通常是從帶有語音的視頻圖像中推斷出語音，但這項研究也提出了一種完全從非語音語言中學(xué)習(xí)的方法。
而這類無聲語音方案，不僅可以幫助有語言聽力障礙的人士，也可以在包括航天、水下、危險場所使用。
ToF從檢測邁向感知
從 AR（增強現(xiàn)實）和 VR（虛擬現(xiàn)實）耳機到具有先進攝影和安全功能的智能手機，再到汽車和工業(yè)應(yīng)用中，原本只是用來測距的ToF技術(shù)，在性能不斷提升的同時，透過后端系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的處理被賦予了更多的感知功能，在很多領(lǐng)域得到使用。
在 AR/VR 耳機中，ToF 系統(tǒng)獲取的深度信息實際上為用戶提供了一個額外的現(xiàn)實維度。在智慧手機中，該技術(shù)將使相機能夠開發(fā)出單反質(zhì)量的攝影效果，實現(xiàn)更逼真的 AR/VR 功能，并提供額外的保護，防止不必要的外部訪問。
工業(yè)4.0應(yīng)用中，智能傳感器的使用，尤其是深度傳感器，在制造業(yè)以及運輸和物流中變得越來越普遍。從用于質(zhì)量檢測的工業(yè)機器視覺，到用于資產(chǎn)管理的體積檢測，再到用于自主制造的導(dǎo)航，制造業(yè)正在采用這些傳感技術(shù)，并朝著為惡劣工業(yè)環(huán)境設(shè)計的最高分辨率系統(tǒng)邁進。
為提升汽車行駛的安全性，在下一代汽車中，機艙內(nèi)的 ToF 系統(tǒng)將能夠監(jiān)控駕駛員及其乘客的位置和狀態(tài)，在駕駛員喪失行動能力的情況下接管控制并將汽車操縱到安全的地方。手勢識別是一種新的車內(nèi)交互方式，通過 ToF 技術(shù)實現(xiàn)的手勢控制系統(tǒng)允許駕駛員接聽來電、更改音訊輸入源，甚至通過簡單的手勢調(diào)整氣候控制手或手指。
在COVID-19大流行期間，ToF更是在保持社交距離的應(yīng)用場景下得到廣泛使用。通過手勢進行非接觸式控制操作、嬰兒呼吸的遠程監(jiān)控以及各種環(huán)境中的社交距離監(jiān)控只是 ADI 飛行時間技術(shù)可以使用的少數(shù)應(yīng)用中的一部分。
ADI 的高分辨率深度傳感技術(shù)與傳統(tǒng)的 2D 圖像傳感技術(shù)相比具有顯著優(yōu)勢。高分辨率深度可以更輕松地以更高的置信度對人和物體進行分類。這可以用于許多應(yīng)用用例，從商業(yè)/零售入口/出口（用于安全和監(jiān)視）到檢測人跌倒或受傷，在安防和監(jiān)控領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。
ADI高分辨率感知系統(tǒng)使用飛行時間測量進行人員分類和范圍檢測的示例圖像
圖片來源：adi.com
而在眾多針對COVID-19疫情的防控手段中，保持社交安全距離是降低新冠病毒感染的最佳方法之一。
由大聯(lián)大友尚基于ST推出的VL53L1CX 飛行時間傳感器的社交距離傳感器解決方案，能夠精準(zhǔn)測量距離，從而協(xié)助客戶開發(fā)創(chuàng)新的傳染病防護裝置，以應(yīng)對疫情所帶來的挑戰(zhàn)。
大聯(lián)大控股宣布在不久前推出基于意法半導(dǎo)體（ST）飛行時間傳感器的社交距離傳感器解決方案。
ST最新發(fā)布的8x8 多點ToF傳感器 VL53L5CX 圖片來源:st.com
這一方案的核心器件使用了ST旗下低功耗VL53L1CX高功率密度ToF傳感器，該傳感器最大檢測距離為4米，并且內(nèi)置了訊號處理功能和串?dāng)_補償功能，這不僅簡化了設(shè)計，而且提高了測量性能，即使在傳感器窗口被異物遮擋的情況下，也能保持正常的測量精度。此外，VL53L1CX的測距精度不受對象表面特性影響，例如測距對象的衣服顏色或皮膚反射率。這使得其成為社交距離傳感器方案的理想選擇。
社交距離傳感器解決方案適用于零售柜臺和銷售點，安裝非常簡單且易于使用。正常情況下，該設(shè)備的訊號燈會亮起綠色，如果有人越過最小安全距離，訊號燈則由綠色變?yōu)榧t色，發(fā)出警報。此外，本方案還為用戶提供了P-NUCLEO-53L1A1評估套件，這可以讓任何人都可以輕松使用VL53L1X ToF長距離測距傳感器技術(shù)來學(xué)習(xí)和開發(fā)終端應(yīng)用。
傳感器的融合
如今，我們已經(jīng)過上了高度依賴傳感器的日子，可以說衣食住行都有它們的身影，比如我們早期著裝時的穿衣鏡中，很可能就有ToF傳感器和光線強度傳感器，在你靠近鏡子的時候，鏡子的照明會亮起來，并根據(jù)環(huán)境調(diào)節(jié)出合適的亮度；送到嘴邊的食品，可能經(jīng)過了復(fù)雜的生產(chǎn)和物流系統(tǒng)和高度智能化的加工和包裝環(huán)節(jié)；出行自駕車輛中的DMS（駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)）可以實時觀察你的疲勞狀態(tài)，或者注意力被分散的情況，車外的觀察系統(tǒng)則觀察交通狀況及時提醒，避免可能發(fā)生的事故，這些都要仰仗各種傳感器系統(tǒng)的交互。
在很多應(yīng)用場景中，單以傳感器已經(jīng)無法勝任多樣化的需求，比如當(dāng)車輛行駛中，激光雷達發(fā)現(xiàn)障礙物的時候，需要車載攝像頭幫忙識別出，具體是人還是物，還要借助毫米波雷達觀察出物體是運動還是靜止，最后由系統(tǒng)做出決策或者告知駕駛員是否需要做出避障的動作等等。再如MEMS運動傳感器，就是將三軸加速器、三軸陀螺儀和三軸地磁傳感器融合，獲得準(zhǔn)確的運動數(shù)據(jù)。
對傳感器系統(tǒng)融合，綜合各種數(shù)據(jù)，進行處理，最后得出全局的認(rèn)知，就是傳感器的融合，也是傳感器系統(tǒng)未來的發(fā)展方向。有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，傳感器系統(tǒng)融合的需求將以19.4%的年復(fù)合增長率成長，到2年后將會超過75億美元的規(guī)模。透過各種傳感器的組合使用，人類的感知能力將會再度提升到一個新的高度，將感知延伸到五感之外。
參考資料：
安富利：不斷“出圈”的毫米波雷達傳感器，市場前景可期
Mistral Solutions：使用毫米波雷達監(jiān)測各項生命體征信息
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