你的位置:首頁 > 傳感技術 > 正文

毫米波傳感器如何實現(xiàn)邊緣智能?

發(fā)布時間:2019-03-19 責任編輯:xueqi

【導讀】毫米波(mmWave)傳感器通過兩種方式實現(xiàn)邊緣智能。首先毫米波可提供距離、速度和角度等獨特的數(shù)據(jù)集,同時具有反射不同目標的能力,這使傳感器能夠探測所需范圍內(nèi)不同物體的特征。其次,毫米波傳感器通過芯片上處理實現(xiàn)邊緣智能。
 
但隨著連接到云端的傳感器數(shù)量日益增加,對網(wǎng)絡帶寬、云端儲存和數(shù)據(jù)處理的系統(tǒng)要求也迅速提高;位于邊緣的智能處理可以減少發(fā)送到中央服務器的數(shù)據(jù)量,增加傳感器本身的決策量。這可以在提升系統(tǒng)可靠性的同時,減少決策延遲和網(wǎng)絡成本;人們最不愿意看到的,應該就是當服務器停止工作,傳感器會無法檢測物體和做出決策。
 
邊緣智能和連接
 
毫米波(mmWave)傳感器通過兩種方式實現(xiàn)邊緣智能。首先毫米波可提供距離、速度和角度等獨特的數(shù)據(jù)集,同時具有反射不同目標的能力,這使傳感器能夠探測所需范圍內(nèi)不同物體的特征。例如速度數(shù)據(jù)可使傳感器看到微多普勒效應(micro-Doppler)──來自微小運動的調(diào)變效應──其包含目標物件的典型特征,例如自行車車輪的旋轉(zhuǎn)輻條、行人搖擺的手臂或者動物奔跑的四肢;系統(tǒng)可以使用該數(shù)據(jù)來分類和識別傳感器視野中的各種物件類型。
 
減少錯誤檢測
 
其次,毫米波傳感器通過芯片上處理實現(xiàn)邊緣智能;內(nèi)含微控制器和數(shù)字信號處理器(DSP)的傳感器能夠執(zhí)行初級雷達處理(low-level radar processing),以及特征檢測和分類。
 
圖1:用于長距離室外入侵探測器的芯片上過濾范例
 
圖1顯示了在一項安防應用中,使用芯片上智能算法在50公尺室外入侵探測器的一項實驗結果。入侵探測器用于確定是否有人進入受保護區(qū)域,例如貨運場、停車場或后院。一些仰賴光學或紅外線感測的探測器,可能會檢測到附近樹木和灌木的錯誤運動。而毫米波傳感器使用處理和算法來濾除和防止錯誤的檢測,僅在人體運動時觸發(fā)探測器。安防攝影機和可視門鈴(video doorbells)可以通過聯(lián)網(wǎng)服務器處理圖像信息,執(zhí)行相同的錯誤檢測過濾;但這些基于服務器的系統(tǒng)所提供的功能通常需要使用者付費,毫米波技術則可實現(xiàn)在傳感器本身進行決策,無需聯(lián)網(wǎng)服務器。
 
圖2顯示了使用毫米波技術的入侵探測;毫米波傳感器分析場景中物件的速度,過濾出移動背景中的運動,僅追蹤人物。
 
圖2:來自室外入侵應用的動畫點云,黑點表示移動的物件,包括人、樹木、灌木;該算法將人顯示為綠色,同時過濾掉其它移動物件
 
圖3顯示了行走的人和擺頭風扇的微多普勒特征差異;一旦識別出區(qū)分兩個物件的正確特征,分類器就會在設備上即時進行區(qū)分。
 
 
圖3:兩張圖顯示了行走的人和擺頭風扇隨時間推移的微多普勒信息
 
圖4顯示了芯片上處理如何使毫米波傳感器根據(jù)其特征即時識別目標并進行分類;這些特征可以是根據(jù)尺寸、反射率、微多普勒效應或是其它特征,并且可以幫助識別典型的行為,以辨別不同的移動物件。例如分類功能可在室內(nèi)或室外保全應用中識別人和動物,在家庭自動化系統(tǒng)中區(qū)分兒童和成人,或確定人在限制區(qū)域內(nèi)是跑步還是行走。
 
圖4:使用毫米波傳感器執(zhí)行分類的范例:中間圖上所有移動目標都分配了一個軌道,其中的每個彩色區(qū)域代表一個人
 
邊緣處理和智能可以成為強大的工具,有助于提高物聯(lián)網(wǎng)傳感器、網(wǎng)絡的品質(zhì)和穩(wěn)健性。具有整合處理功能的毫米波傳感器,能夠在邊緣實現(xiàn)智能,通過對物件進行過濾和分類,更智能地識別場景中發(fā)生的事情并即時做出決策,從而解決錯誤檢測問題。
 
來源:德州儀器
要采購傳感器么,點這里了解一下價格!
特別推薦
技術文章更多>>
技術白皮書下載更多>>
熱門搜索
?

關閉

?

關閉