传感器飞向 炬佑智能刘洋：ToF传感器2019年大爆发，未来将“飞向”4D感知
炬佑智能刘洋：ToF传感器2019年大爆发，未来将“飞向”4D感知
未来已来，物联网（IoT）落地已近在眼前，而飞行时间（Time of Flight, ToF）传感器则是实现IoT的关键技术之一，在智能家居、智能安防、智能零售、智慧医疗、智慧农业等各个领域都发挥着巨大作用。2018年12月21日，麦姆斯咨询和博闻创意主办的『第二十五届“微言大义”研讨会：激光雷达技术及应用』上，炬佑智能首席执行官刘洋先生对ToF传感器如何实现从3D感知“飞向”4D感知进行了分析。
炬佑智能CEO刘洋先生谈动态ToF系统如何实现4D感知
ToF传感器在IoT领域无处不在
一直以来，IoT都处于“雷声大、雨点小”的悬而未决状态，欣喜的是：近年来，各种IoT应用开始落地，基于ToF传感器的3D感知技术在IoT应用领域也开启了新篇章。演讲伊始，刘洋先生先为大家讲解了ToF传感器如何赋能IoT应用：“AR/VR眼镜中用于深度和方位信息识别；3D人脸识别也有望迎来ToF解决方案的大爆发；扫地机器人从传统的单线机械扫描式激光雷达转向ToF激光雷达测距；智能家居、智能安防、智慧零售领域，ToF传感器用于识别和跟踪人体，让人类生活各方面变得更加智能；在自动驾驶/车内感知及监控/AGV领域，ToF传感器是车载激光雷达、车内人体识别、车内手势识别的重要元器件；甚至在农牧业，ToF传感器也可用于测量并监控牲畜的生长状态；而未来，ToF传感器将超越3D感知范畴，对人体生理指标、物体速度等信息进行测量，走向4D感知。”
智能传感器是支撑IoT的感知层
趋势待发，为2019年3D ToF传感器应用爆发准备
随着vivo NEX双屏版手机携3D ToF人脸识别功能在中国亮相，日本索尼也紧接着宣布2019年夏季将实现3D ToF图像传感器的量产，另有消息称苹果2019年新iPhone手机也将采用ToF图像传感器。因此，业界普遍认为2019年将成为3D ToF传感器应用大爆发的元年！
炬佑智能自2017年1月成立以来，就着手从多方面进行布局，旨在为3D ToF传感器应用爆发的到来做好充足的准备。刘洋先生详细介绍了炬佑智能从基础设施、专利、产品和模组开发、算法开发等各方面所取得的成绩：（1）炬佑智能投入了大量资源建立和完善实验室和开发评测中心，已建成两个全系统的实验室，并即将建成一个拥有上千平方米的评测中心；（2）从传感器、数据处理、发光控制和传感融合四个维度全面打造智能3D传感系统；（3）专利方面已经展开大规模申请，目前申请的专利数量已超过70件，未来的目标是实现逐年翻番；（4）软硬件产品方面，炬佑智能全面布局传感器、IC和算法，已开发出包括分辨率为100 x 10、100 x 100、240 x 100、240 x 200、320 x 240等系列850nm和940nm ToF传感芯片，并将推出VGA和百万像素产品，同时还开发了智能3D控制芯片和智能发光发射芯片；（5）智能3D控制芯片集成了基本深度处理和多项动态感知算法，并有自适应学习的人工智能架构等高度算法等；智能发光芯片则包括高效发光驱动、发光控制和发光保护，以及与ToF传感器和控制芯片有机结合的控制系统。
炬佑智能推出的CX3模组可根据客户要求提供定制化服务
从3D感知到4D感知，ToF传感器还有哪些潜力待开发？
刘洋先生谈到“静态的CMOS图像传感器仅仅是采集图像，相比之下，ToF传感器则是对光的收发进行了动态控制。通过更多智能 + 动态技术的开发和应用，我们希望把ToF传感器的感知能力从3D拓展到4D。”传统意义上，我们对ToF传感器的认识是其通过对光束发出和返回的时间差进行距离测量，从而实现对物体深度信息的感知，即3D感知。但ToF传感器的4D感知潜力还有非常大的想象空间。
智能 + 动态技术赋予ToF传感器4D感知功能
ToF传感器在实际应用中会遇到各种问题，比如光的传播过程中遇到散射、物体干扰、物体遮挡等各种问题，“可以通过对发光芯片的智能设计，配合智能算法，对输出信号进行校正，真正实现对ToF传感器的动态控制”。关于ToF传感器与光度立体（Photometric Stereo）应用的结合，刘洋先生这样解释“ToF传感器是对红外光的感知，如果与光度立体技术相结合，人脸感知的性能会大大提高。”同时，“ToF传感器不仅能感知深度信息，还能感知到材料和人体生理指标（如心率）信息，因此在医疗、工业领域实现More than Depth Sensing（超越深度感知）的功能”，“麻省理工学院也在进行对ToF传感器感测被遮挡物体的前沿研究，对物体速度的感测能力有望赋予ToF传感器在汽车上更多的应用。”
炬佑智能在ToF感知功能方面做了大量的开发，刘洋先生在现场为大家展示了炬佑智能开发的3D ToF传感芯片和模组的测试结果。经过炬佑智能自己研发的智能算法校正后，ToF传感器在不同背景光的反射率误差从6%下降到1.4%以下；通过传感器融合，940nm ToF传感器在室外的探测精度达到5‰以下；在室外强光环境下，通过动态算法的提升，在100klux、照明平均功耗在200mW的水平下，3D ToF传感模组表现出非常优秀的性能。
炬佑智能开发的3D ToF传感模组在强光环境下表现优秀
最后，刘洋先生表示“随着市场对ToF传感器的需求出现爆发性增长，客户对ToF传感器的要求也呈现多样化。炬佑智能相信ToF传感器将实现从3D感知向4D感知的转变，炬佑智能愿意和产业链上下游企业深度合作，共同推动ToF传感技术的发展！”
延伸阅读：
《3D成像和传感-2018版》
《苹果iPhone X近红外3D摄像头传感器》
《苹果iPhone X红外点阵投影器》
《苹果iPhone X的ToF接近传感器和泛光照明器》
《iPhone X中的ToF接近传感器和泛光照明器：专利到产品全解析》
《小米8探索版的Mantis Vision 3D传感系统》
《OPPO Find X的奥比中光前置3D传感系统》
原文链接：http://www.mems.me/mems/conference_201901/7596.html
研究人员打造出利用飞镖发射方式部署传感器的无人机
来源：cnBeta
据外媒报道，在难以接近的地点进行环境研究时，科学家通常会建立小型数据记录传感器的无线网络。然而部署这些传感器可能是一项困难甚至危险的工作，这就是要研发一架会射飞镖的无人机来完成这项工作的原因。
尽管无人机已经在实验中被用于放置环境传感器，但使用的部署方法通常不是将传感器扔到地面上就是使用一个附加的附件将其粘在垂直表面上。
然而当它们降落时，很难控制它们降落的确切位置。此外，科学家们可能不希望它们被放置在地面上，因为在地面上它们可能会被踩踏或被碎片覆盖。当用机械臂把它们压到合适的位置时，无人机必须非常接近垂直表面--这意味着飞机可能会撞上表面本身或被突出的障碍物卡住。
考虑到这些限制，伦敦帝国理工学院的一个团队打造了这个飞镖四轴飞行器。
飞行器配备了激光瞄准系统及弹簧发射装置。一个由形状记忆合金制成的触发器在接到指令后释放弹簧并让装有传感器的飞镖在空中垂直飞向目标。整个飞镖射击装置重650克--不包括无人机本身--每个飞镖的重量为30克。
据研究人员介绍，该系统在最大射程4米的范围内射击时，命中率约为10厘米。虽然射击距离越短，射击的准确度越高，但飞镖在树干上弹跳的可能性也就越高，而不是卡在树干上。对于其他类型的目标如石油钻塔的钢支架可以使用磁铁或粘着尖端的飞镖代替。
在下面的视频中可以看到该系统的使用情况。在它目前的原型中，一次充电最多可以发射17次。据悉，这项研究最近发表在了《IEEE Robotics and Automation Letters》上。
相关问答
武装直升机为什么这么复杂?武装直升机不复杂,复杂的先进武装直升机。直升机早在朝鲜战争时期就开始使用,在仁川登陆中,美军就使用多架直升机将数百名士兵和数吨弹药运送到指定地点。另...
有哪些发明是从动物身上受启发的科学家是怎么从动物身上发明...[回答]仿生设计在军事上的成功应用有很多例子.如猫的眼睛与夜视仪.漆黑的夜晚,猫能清楚地观察老鼠的一举一动并敏捷地抓住它,其原因在于猫眼的视网膜上具...
NASA的TESS卫星将执行什么任务，如何看待它将搭乘猎鹰9号火箭升空?它是去看星星的。TESS的名字叫凌日系外行星勘测卫星,TransitingExoplanetSurveySatellite。它个名称就是按照他的功能直译的。小伙伴们不要慌,我来慢慢解释...
战斗机飞行员如何知道自己已被导弹锁定了?魔高一尺,道高一丈!在空空导弹成为空战主要武器的今天,为了对抗空空导弹的攻击。相继出现了雷达告警系统(RWR)和导弹逼近告警系统(MAWS)。这两种探测系统...就...
NASA InSight着陆器在火星的挖掘计划进展如何?美国宇航局(NASA)此前对InSight着陆器任务的进展感到非常满意,几乎所有事情都按计划进行。顺利发射、轻松飞向火星以及在红色星球表面无可挑剔的着陆都让NASA...
旅行者一号最终会飞到哪里?它的结局将会如何?旅行者一号最终会飞到哪里?它的结局将会如何?旅行者系列探测器是NASA的骄傲,以前是,现在也是,将来会有很长一段时间都是!因为旅行者走得太远了,即使人类...旅行...
如何评价美军黑色大黄蜂无人机?是单兵作战的得力帮手,美军黑色大黄蜂无人机是单兵作战传感器,黑色大黄蜂身材骄小玲珑,飞上天空不容易被对方发现。美国陆军之前向菲利尔系统公司订购了黑色黄...
精确打击武器如何防范?反坦克导弹因为主要采取激光驾束的方式瞄准,所以坦克们的反应与飞机很相似,它们也有激光\红外照射告警系统,当传感器接收到对方照射时,便可以快速打出箔条烟...
美以箭-3最近再次成功试验拦截，箭-3到底啥水平?回答问题如下:媒体消息,当地时间7月28日,以色列与美国联合研制的“箭-3”(Arrow3/Hetz3)反导系统在美国阿拉斯加州科迪亚克发射中心试射成功。据美国《...以...
我的大疆无人机怎么啦?一、新机到手先做3件事对于新手来说,切忌一拿到无人机立刻就放飞自我,很多杯具都是来源于这种急着飞的心态,先做好这三件事打牢基础再说:1、阅读使用手册...