具体地说,通过人员位置检测和移动跟踪功能,各种系统将能够在更加智能的未来世界实现自主运行。如图 1 所示,这些系统可包括室内/室外安防监控、自动门、工厂机械安全扫描仪以及用于照明控制、暖通空调 (HVAC) 和电梯的自动化设备。
毫米波是一种感应解决方案,将会给这些系统中的人员检测、定位和跟踪方式带来革命性变化。TI 的毫米波传感器非常独特,因为它们可以在各种环境下检测物体的距离、速度和角度,同时提供高级算法的片上处理功能。这些特性用于楼宇、工厂和城市自动化中的占用和移动传感器,能够减少误检、提供高精度的位置和行进方向数据并保持私密性,所有这些特性都集中在单个芯片上,可实现边缘处理。
目前的占用及人员跟踪传感器所使用的技术包括:被动红外 (PIR)、光学摄像头、主动红外(如激光雷达和 3D 飞行时间 (ToF))和 10GHz 至 24GHz 微波等。图 1 比较了这些技术并列出了它们的优缺点。但是,随着人们对安防、安全和效率的期望越来越高,
下一代传感器必须克服常见的感应难题,提供既准确又可靠的感应。让我们来思考一下用于检测人员和测量占用的传感器所面临的难题。
目前,传感器所面临的重大难题之一是误检,见图 3。具体表现为发生某个传感事件时的响应或未能响应(通过警报和系统触发等形式)。误检具有两种截然不同的形式,即错误肯定和错误否定,而且是由于某种技术的特定传感故障或灵敏度造成的。
错误否定是指传感系统未能对重要的事件作出响应。错误肯定则是传感系统对不重要的事件作出了响应。根据传感器所从属的更大的系统,错误肯定可能会导致类似开灯之类的无害结果,也有可能会导致需要安保人员介入调查的较为严重的后果。
您是否曾在办公室桌前工作到深夜,却由于自己运动幅度较小,照明传感器无法检测到您的存在,从而导致照明灯关闭?PIR 传感器经常会因较差的细微运动灵敏度而出现此类错误否定情况。除了比较细小的动作(如在计算机上打字、调整在沙发上的坐姿或者只是呼吸)外,人们在室内时通常都保持静止。要实现准确的占用感应,就必须对这些非常细小的动作类型保持灵敏。
错误肯定的一个常见原因是环境,照明、降水、温度、湿度或气流等环境条件会引起传感器的错误触发。例如,当在室外放置一个摄像头或 PIR 传感器时,阳光直射或降水可能会导致传感器“失明”,使其检测到不存在的运动事件。
另外一种错误肯定则是由于无法准确检测人员的运动方向造成的。想象一下自动门。有多少次您只是从便利店或仓库的自动门边走过,而自动门却打开了?这时,自动门的电机会运转,而且空调空气会与室外对流,因此造成能源浪费。传感器要能够推断人员想要运动的方向,而不是只是基于接近进行响应,这对于提高未来传感系统的效率至关重要。
基于位置的检测也可能会出现错误肯定。假设有一个用于在安全边界内进行监控和运动检测的光学摄像头系统。有一个错误肯定的例子是:摄像头会在安全边界之外(而不仅仅是边界之内)存在运动时警告安保人员。此时需要能够准确地确定运动物体的位置,这对于了解运动物体是在关注区域之内还是之外至关重要。
对于大多数智能自动化系统而言,主要关注的是人的检测和定位,而不是其他对象。不幸的是,移动的物体(如摇曳的树木、急速移动的动物或过往车辆)可能会误导运动检测系统,使其认为某个位置有人。为了克服这个问题,传感器应能够基于物体的大小和运动特性来过滤或分类物体。