許多人戴眼鏡是為了改善他們的視力。開車時(shí)不戴眼鏡，他們無法看清東西，例如停車標(biāo)志。在開車時(shí)，我們都希望避免穿過十字路口并被其他司機(jī)撞到。駕駛時(shí)應(yīng)始終佩戴眼鏡，以便他們能夠最好地識(shí)別前方道路上的危險(xiǎn)（圖 1）。

檢測(cè)和識(shí)別物體的能力幾乎是所有視覺應(yīng)用的核心。然而，實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的方法幾乎與這樣做的理由一樣多。這篇博客著眼于幾個(gè)用于檢測(cè)物體的標(biāo)準(zhǔn)傳感器。

相機(jī)

在視覺應(yīng)用中，相機(jī)可能是大型電子視覺系統(tǒng)的一部分。它們的使用方式類似于人眼。

在視覺系統(tǒng)中使用相機(jī)的幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)包括：

可能被定位為“看到”整個(gè)上下文，或者至少是被認(rèn)為足夠合適的內(nèi)容

在各種情況下“超越”人類的潛力

通過應(yīng)用不可見光源，即人眼可響應(yīng)的大約 380nm – 750nm 光譜之外的光源

可以通過以下方式學(xué)習(xí)：

人工智能 (AI)

機(jī)器學(xué)習(xí)（機(jī)器學(xué)習(xí)）

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（NN）

通常成本較低

處理天氣環(huán)境有點(diǎn)類似于人類的視力

雷達(dá)

作為電子工程師，我們中的許多人都知道還有其他傳感技術(shù)可以讓我們“看到”人眼通常看不到的東西。這方面的一個(gè)例子是雷達(dá)（圖 3）。雷達(dá)是無線電探測(cè)和測(cè)距的縮寫。雷達(dá)使用無線電波 (3MHz–110GHz) 來幫助確定物體的距離（測(cè)距）、角度或速度。我們中的許多人都熟悉雷達(dá)示例，了解航空器在天空中飛行時(shí)是如何被跟蹤的。它提供了一種“查看”飛機(jī)所在位置的方法。在查看我們當(dāng)前權(quán)限范圍內(nèi)的應(yīng)用（車輛和機(jī)器人技術(shù)）時(shí)，通常會(huì)使用毫米波 (30–300GHz)。

在視覺系統(tǒng)中使用雷達(dá)的幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)包括：

小封裝尺寸和天線

大帶寬

高多普勒頻率

高度集成

可靠的

實(shí)惠

毫米波傳感器

德州儀器(TI) 的毫米波傳感器是提供工業(yè) (IWR) 和汽車 (AWR) 選項(xiàng)的雷達(dá)解決方案。使用毫米波 SDK 簡化傳感，在不到 30 分鐘的時(shí)間內(nèi)利用和評(píng)估傳感項(xiàng)目。空間和速度分辨率可以檢測(cè)到比傳統(tǒng)解決方案高出三倍。CMOS 單芯片傳感器通過將 RF 前端與 DSP 和 MCU 集成在一起來縮小設(shè)計(jì)尺寸。

AWR

AWR 系列汽車毫米波傳感器可增強(qiáng)駕駛體驗(yàn)，通過分析附近環(huán)境并對(duì)其做出反應(yīng)，使其更安全、更輕松。

國際水資源研究所

IWR 系列工業(yè)毫米波傳感器通過檢測(cè)物體的范圍、速度和角度提供前所未有的精度和穩(wěn)健性。

激光雷達(dá)

這個(gè)概念可以應(yīng)用于光波，而不是使用無線電波。光探測(cè)和測(cè)距 (LiDAR) 使用電磁光脈沖來確定物體的距離（測(cè)距）、角度或速度。

使用 LiDAR 的優(yōu)點(diǎn)可能包括：

準(zhǔn)確性

精確

3D成像

不受外部照明條件影響

所需的計(jì)算能力相對(duì)較低

飛行時(shí)間 (ToF)

飛行時(shí)間 (ToF) 是對(duì)物體、粒子或波在介質(zhì)中傳播一段距離所需時(shí)間的測(cè)量。分析這些數(shù)據(jù)可以揭示速度或路徑長度等概念，以及粒子或介質(zhì)的特性。ToF 應(yīng)用包括機(jī)器人和人機(jī)界面 (HMI) 中的接近感應(yīng)和手勢(shì)識(shí)別。

結(jié)論

我們介紹了不同類型的物體檢測(cè)傳感器，并研究了每種傳感器的不同優(yōu)勢(shì)。正如我們所知，并非所有相機(jī)都生來平等。其中大部分歸結(jié)為應(yīng)用程序。我們還了解到，開發(fā)人員在開發(fā)新傳感器方面取得了重大進(jìn)展，這些傳感器可以密切模仿人眼感知視野變化的能力。在某些情況下，我們使用的傳感器技術(shù)超出了我們的眼睛所能看到的范圍。也許，有一天我們對(duì)處方眼鏡的需求將會(huì)過時(shí)。

審核編輯黃昊宇