我們都遇到過(guò)這樣的情況：Robert 每天早上開(kāi)車(chē)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(cháng)了。他說(shuō)：“現在是紅燈，但其他方向沒(méi)有人通過(guò)。在上車(chē)之前我必須冷靜下來(lái)，因為我知道這種事無(wú)法避免。”

 

 

我們都遇到過(guò)這樣的情況，但對于德州儀器（TI）工業(yè)雷達組的負責人來(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)單的雷達芯片，信號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燈根據現場(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。毫米波技術(shù)目前已實(shí)現批量生產(chǎn)，為我們的工業(yè)和汽車(chē)客戶(hù)提供先進(jìn)的雷達傳感器。TI是全球首家提供世界上最精確的單芯片CMOS雷達傳感器的公司。憑借微控制器、射頻（RF）前端、硬件加速器和可編程數字信號處理器（DSP），TI毫米波傳感器可以計算物體的范圍、速度和角度（其分辨率比市面上的其他雷達傳感器高出三倍）。然后，它決定采取何種行動(dòng)。

 

更簡(jiǎn)單的單芯片設計

 

前幾代雷達傳感器尺寸較大，設計太過(guò)復雜。它們在單個(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字電路集成到一個(gè)芯片上。

 

與僅模擬的雷達傳感器不同，這些傳感器不會(huì )將數據發(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，到強化智慧城市，對其影響范圍的預測囊括了生活工作的方方面面。

 

汽車(chē)和工業(yè)客戶(hù)已經(jīng)開(kāi)始在設計他們的產(chǎn)品時(shí)指定使用TI的毫米波傳感器，農業(yè)、無(wú)人機開(kāi)發(fā)、醫療保健、人機協(xié)作、安全等方面的工程師也是如此。

 

TI汽車(chē)雷達組的負責人Kishore表示，“我們的高度可編程傳感器集成了模擬和數字功能，方便客戶(hù)使用。”

 

 

普遍存在，而非稀有罕見(jiàn)

 

要明確的是， “邊緣智能自主技術(shù)”并非超級人工智能的代名詞。無(wú)論是在現場(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給更大的網(wǎng)絡(luò )的處理引擎。我們在工業(yè)領(lǐng)域的目標是通過(guò)增加傳感功能來(lái)改善某些應用。在某些情況下，我們希望擴大其他我們相信會(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”。

 

為了實(shí)現汽車(chē)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、激光雷達和超聲波傳感器。他說(shuō)：“一種傳感技術(shù)可能有所不足，而其他傳感技術(shù)可以彌補這種不足。”

 

無(wú)論采用哪種方式（單獨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(chē)和工業(yè)級TI毫米波傳感器，并將繼續增強我們的產(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)單的運動(dòng)傳感器更好地縮短Robert早上的通勤時(shí)間？首先，雷達功能更加強大。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，雷達也可以感知到汽車(chē)的距離，而且集成的數字處理功能可讓毫米波傳感器做出決定。

 

Robert說(shuō)：“雷達可以表達，‘我在這條路上距離50米遠的地方以及在那個(gè)方向距離75米遠的地方檢測到車(chē)輛，所以我需要把這里的信號燈變成綠色，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(guān)察結果發(fā)送到一個(gè)控制中心，該中心將轉發(fā)該指令以改變光信號燈。”

 

憑借這種決策能力，TI毫米波傳感器可在現場(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動(dòng)探測應用場(chǎng)景包括：

 

消除可視門(mén)鈴的誤報。 Robert說(shuō)：“擁有這些系統的人，其手機上通常都會(huì )收到大約30秒的無(wú)用視頻，比如當攝像頭檢測到樹(shù)木搖晃或陽(yáng)光照射時(shí)就會(huì )將其遠距離輸送出去”，而TI毫米波傳感器卻可以使門(mén)鈴在決定是否錄制視頻之前區分人類(lèi)、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)墻壁檢測到微小運動(dòng)，從而幫助緊急救援人員更快地解救人員。即使是無(wú)意識的人也會(huì )被雷達注意到，這種雷達可以感測到微米級的運動(dòng)，例如人的胸部在呼吸時(shí)的伸展和收縮運動(dòng)。

 

優(yōu)化室內環(huán)境。 TI毫米波傳感器可以使智能建筑系統根據房間內的人數和流動(dòng)情況自主調節制冷、采暖和照明。當然，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(zhù)門(mén)和墻壁，TI毫米波傳感器均可在不侵犯隱私的情況下評估人數及其移動(dòng)情況。

 

無(wú)接觸地監測患者和新生兒。 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測他們的心率、呼吸和其他生命體征。當集成到醫療系統中時(shí)，可以監測高度敏感的群體，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。

 

體現在多個(gè)方面的汽車(chē)自主技術(shù)

 

在汽車(chē)內部和外部，TI毫米波傳感器的應用場(chǎng)景也是多種多樣的。雖然汽車(chē)雷達已存在一段時(shí)間，但Kishore表示，現在不同的是TI毫米波傳感器可以形成級聯(lián)雷達。

 

他說(shuō)：“我們可以以級聯(lián)形式連接多個(gè)雷達收發(fā)器，使汽車(chē)能夠檢測到遠達350米或更遠的物體。我們還能夠達到誤差低于1度的精度水平，從而提供類(lèi)似激光雷達的性能。”

 

Kishore預測，到2025年，毫米波將成為自主駕駛汽車(chē)前方雷達系統的關(guān)鍵技術(shù)。它也可以放置在汽車(chē)內外的多個(gè)位置。其中的好處包括：

 

可以檢測到在汽車(chē)后座的兒童和寵物，并提醒駕駛員車(chē)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(pán)輕輕將其喚醒。即使在駕駛員戴著(zhù)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。

 

響應呼吸和心率變化的傳感器可以通過(guò)幫助汽車(chē)導航并提醒系統呼叫緊急服務(wù)來(lái)幫助拯救突然發(fā)病的駕駛員。

 

車(chē)門(mén)操作系統可以防止夾手，避免撞到經(jīng)過(guò)的騎車(chē)人以及損壞其他停放的汽車(chē)。

 

由于變化的溫度壓力或同頻噪聲可能導致超聲波停車(chē)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(chē)。Kishore說(shuō)：“雷達傳感器的附加功能將改變停車(chē)應用的實(shí)現方式。這種應對惡劣環(huán)境條件的可靠性正是ADAS應用需要雷達的原因。”

 

我們依靠雷達輔助的未來(lái)

 

無(wú)人機、叉車(chē)和機器人吸塵器都只是數百種將從邊緣智能中直接獲益的設備中的一小部分，這得益于TI毫米波傳感器能夠檢測到急速降落物、電源線(xiàn)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用需要探索。在汽車(chē)行業(yè)，他設想可以借助毫米波傳感器實(shí)現車(chē)輛間通信和道路危險警告。

 

至于未來(lái)的工業(yè)應用，Robert設想會(huì )有更多自動(dòng)化倉庫，以及之后依靠雷達傳感器實(shí)現的產(chǎn)品運送。他對將毫米波傳感器的獨特功能混合在一起以實(shí)現人機協(xié)作的潛力感到特別興奮。

 

他說(shuō)：“請記住，雷達為您提供了三個(gè)其他技術(shù)無(wú)法提供的關(guān)于物體的數據：范圍、速度和角度。因此，它可以同時(shí)檢測動(dòng)作并識別手勢。”

 

在自動(dòng)化的工廠(chǎng)中，當有人進(jìn)入危險機器的幾米范圍內時(shí)，警報會(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)出警報聲。Robert說(shuō)：“它使我們能夠形成安全防護系統，以減少事故的發(fā)生。”即使是自動(dòng)門(mén)也會(huì )變得更智能，它可以根據人的身體角度識別他想要出去還是只是路過(guò)，從而為其開(kāi)門(mén)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(kāi)發(fā)人員的想象力。

 

Robert說(shuō)：“我們制造客戶(hù)使用的組件，而他們提出了我們將在現實(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)廣闊應用的冰山一角，我們期待看到客戶(hù)接下來(lái)的行動(dòng)。”

 

 

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