我們都遇到過(guò)這樣的情況：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(guò)程中被毫無(wú)知覺(jué)地延長(zhǎng)了。他說(shuō)：“現(xiàn)在是紅燈，但其他方向沒(méi)有人通過(guò)。在上車之前我必須冷靜下來(lái)，因?yàn)槲抑肋@種事無(wú)法避免。”

 

 

我們都遇到過(guò)這樣的情況，但對(duì)于德州儀器（TI）工業(yè)雷達(dá)組的負(fù)責(zé)人來(lái)說(shuō)，這是一種令人特別痛苦的經(jīng)歷。Robert知道，通過(guò)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(lái)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(guò)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(guò)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(shuō)：“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(lái)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(wú)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(wú)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(guò)增加傳感功能來(lái)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(lái)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(shuō)：“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。”

 

無(wú)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(lái)的好處可能使TI毫米波傳感器得到廣泛使用，即使不是無(wú)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(shuō)：“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(méi)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。”

 

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(shuō)：“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(wú)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(guò)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(wú)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(wú)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(wú)接觸地監(jiān)測(cè)患者和新生兒。 TI毫米波傳感器無(wú)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。

 

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(shuō)：“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。”

 

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(guò)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(wú)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(guò)幫助汽車導(dǎo)航并提醒系統(tǒng)呼叫緊急服務(wù)來(lái)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(guò)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(shuō)：“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。”

 

我們依靠雷達(dá)輔助的未來(lái)

 

無(wú)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(lái)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(shuō)：“請(qǐng)記住，雷達(dá)為您提供了三個(gè)其他技術(shù)無(wú)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)。”

 

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(shuō)：“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。”即使是自動(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(guò)，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(shuō)：“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(lái)的行動(dòng)。”

 

 

推薦閱讀：