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        接近傳感在推動(dòng)新興市場(chǎng)發(fā)展方面的作用

        [ 熱門新聞 ] 德州儀器 2024-03-06 16:46:54
        在音頻波束成形和外科手術(shù)機(jī)器人等新興市場(chǎng)中,接近傳感器實(shí)現(xiàn)了自主性和自動(dòng)化、安全操作以及高能效。

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        接近傳感器在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中非常普遍,因此不太經(jīng)常遇到“是否需要接近傳感器”這一問(wèn)題,而更常見(jiàn)的是哪種類型能滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)。在開(kāi)發(fā)新技術(shù)時(shí),合適的解決方案并不總是很直觀。其中,考慮規(guī)格十分重要,尤其是終端設(shè)備特性,以此來(lái)確定系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)該采用哪種傳感技術(shù)。

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        自主性和自動(dòng)化

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        人數(shù)統(tǒng)計(jì)、跌倒檢測(cè)和避障是接近傳感器的主要用例。人數(shù)統(tǒng)計(jì)顛覆了零售分析,無(wú)需攝像頭即可測(cè)量店鋪的客流量并減輕客戶的隱私顧慮。掃地機(jī)器人可以檢測(cè)自身環(huán)境以避免從樓梯上摔下來(lái),而具有避障功能的無(wú)人機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)可以在樹(shù)木周圍穿梭,并在 50 米的范圍內(nèi)避開(kāi)電線和其他障礙物。

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        對(duì)于需要自主性和自動(dòng)化的應(yīng)用,兩個(gè)重要的因素是距離和視場(chǎng),但這兩者之間需要權(quán)衡。更寬的視場(chǎng)通常意味著更短的傳感距離,這對(duì)于檢測(cè)有人接近可視門鈴等行為非常有用。反之亦然;更窄的視場(chǎng)通常意味著更長(zhǎng)的傳感距離,這對(duì)于需要及時(shí)減速以便安全著陸的無(wú)人機(jī)等應(yīng)用大有裨益。不同的接近傳感模式將決定距離和視場(chǎng)。射頻 (RF) 波(雷達(dá))的檢測(cè)距離為 0.04 米至 100 米以上,視場(chǎng)為 160 度,而近紅外波長(zhǎng)(光學(xué)飛行時(shí)間 (ToF))的檢測(cè)距離為 0.01 米至 20 米,視場(chǎng)為 0.15 度至 120 度。

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        鑒于新興的自主性和自動(dòng)化應(yīng)用在檢測(cè)距離和視場(chǎng)要求方面的差異,德州儀器 (TI) 接近傳感器解決方案可提供一系列選項(xiàng)。使用?IWR6843?毫米波 (mmWave) 傳感器時(shí),傳感距離可超過(guò) 100 米;使用?OPT3101?模擬前端時(shí),視場(chǎng)可高達(dá) 120 度。

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        安全運(yùn)行

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        接近傳感器集自主性和自動(dòng)化于一身,可實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)行。在高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)和工業(yè)機(jī)器人等應(yīng)用中,接近傳感器可為非接觸式操作提供自適應(yīng)和預(yù)測(cè)性安全措施。根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì) 61496-5 標(biāo)準(zhǔn),此類傳感器可以監(jiān)控工廠的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域和盲點(diǎn),或者在車輛撞到行人之前發(fā)出信號(hào),讓車輛停下來(lái)。TI 的 77GHz AWR2544 雷達(dá)傳感器可實(shí)現(xiàn) 200 米或更遠(yuǎn)的探測(cè)距離,具有更高的距離分辨率,可改善角雷達(dá)應(yīng)用的性能,從而幫助提高車輛安全性。

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        測(cè)量速度和傳感分辨率在快速移動(dòng)的裝配線或外科手術(shù)等場(chǎng)景中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。表 1 重點(diǎn)介紹了接近傳感解決方案之間的一些差異,以及它們?cè)诟鞣N環(huán)境條件下的性能。

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        ?1:接近傳感解決方案的性能

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        能效

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        音頻波束成形是接近傳感器推動(dòng)的一種趨勢(shì),可讓電視、條形音箱、智能揚(yáng)聲器和類似應(yīng)用將音頻引導(dǎo)至 6 米至 8 米距離內(nèi)的人,通過(guò)出色音效改善用戶體驗(yàn)。同樣,在采暖、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)中實(shí)施我們的?IWRL6432?毫米波雷達(dá)傳感器有助于將空氣引向人,從而降低能耗。這些智能轉(zhuǎn)向方法是通過(guò)監(jiān)控多個(gè)區(qū)域以定位存在以及跟蹤每個(gè)區(qū)域的移動(dòng)等功能實(shí)現(xiàn)的。具體而言,60GHz 雷達(dá)傳感器具有更短的波長(zhǎng)和更多的發(fā)射和接收天線,可以準(zhǔn)確檢測(cè)房間內(nèi)四人或更多人的存在、運(yùn)動(dòng)和位置。

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        接近傳感器通過(guò)利用人體存在檢測(cè)來(lái)節(jié)省能源,有助于推動(dòng)可持續(xù)建筑設(shè)計(jì)的進(jìn)步。可視門鈴、信息亭和自動(dòng)門等應(yīng)用可以處于低功耗模式并等待檢測(cè)到后采取行動(dòng)。系統(tǒng)可處于低功耗模式是提高能效的有效方法,這對(duì)于電池供電型系統(tǒng)尤為重要。

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        結(jié)語(yǔ)

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        每種特定的傳感解決方案都有其獨(dú)特之處。例如,德州儀器的?IWR6843?和?IWRL6432?雷達(dá)解決方案可在 100 米距離內(nèi)實(shí)現(xiàn) 4D(3D 和速度)檢測(cè),分辨率為 4 厘米,并且能夠在單個(gè)傳感器中集成新型架構(gòu)射頻和微控制器,從而根據(jù)檢測(cè)做出決策。TI 的雷達(dá)器件還能穿透石膏板和塑料等非金屬材料,因此出于美觀考慮可以隱藏傳感器。我們的?OPT3101?模擬前端高度可定制,包括多目標(biāo)和多通道功能,不僅可以確定目標(biāo)的距離,還可以確定目標(biāo)的方向。

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        一個(gè)擁有接近傳感器的世界,不僅更加智能和高效,對(duì)用戶也更加友好。當(dāng)您每天早上走進(jìn)廚房時(shí),咖啡機(jī)可以啟動(dòng)沖泡流程,或者當(dāng)您離開(kāi)時(shí),您的筆記本電腦屏幕可以進(jìn)入隱私模式。通過(guò)低成本、電池供電的應(yīng)用,手勢(shì)檢測(cè)在每個(gè)家庭都能得以實(shí)現(xiàn)。選擇合適的接近傳感器對(duì)于推動(dòng)新市場(chǎng)的發(fā)展至關(guān)重要,同時(shí)有助于我們構(gòu)想持續(xù)創(chuàng)新的世界。

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