当主人回家靠近家门的时候,门会自动地打开并发出"您回来啦"之类的欢迎词来迎接主人。这种舒适生活的实现所依靠的正是欧姆龙的非接触式(Pre-touch)传感器。它可以使人省去从包里、口袋里去掏钥匙的麻烦,人只要把钥匙带在身上,门就能自动开合。人一般在想做什么事情的时候,会产生手去触摸物体的行为。非接触式传感器就是着眼于手的动作的研究,能瞬间察知人将要去开门的动作,抢在人的前面将门打开。具体过程是:内置在门把的小型传感器断断续续发出电波,当手靠近门把前约5~10厘米的时候,传感器就能判断开门的人身上有没有带钥匙,检测反射回的电波是否与钥匙应有的波长一致。如果确认是主人,门就能自动打开。当然,这个检测过程非常迅速,完全不需要人站在门口等待。
非接触式传感器对室外条件抵抗力强,可以安装在住宅、办公室、轿车等地方。
●门可以自动开合,又安全又舒适!
欧姆龙独创的信号处理识别出人的动作和位置
电波就是电场和磁场产生的波。电流在1秒之内产生的振动称为频率(Hz:赫兹),而频率低于红外线的波就是电波。
在电波传感的过程中,首先发射给人或物体的高频率的电波。所谓高频率就是1秒内电波的振动频率很大,而接收电波后也必须以与之相对应的速度处理,因此比较耗电。为了实现低耗电目的,欧姆龙将返回的反射波变成低频率或数字信号再进行处理,即我们知道,发射的波形与接收的波形是不一样的。这是因为传感器与测定对象之间距离越远,反射波的返回时间就越长,接收的也就越迟。也就是说,时间的长短可以表现在波形上,如果知道反射波的返回时间,我们就可以测出传感器与对象的距离。。
欧姆龙的优势在于:独特的反射波信号处理技术。反射波包含了各种信息,根据对象的类别,与传感器的距离的不同,反射波的波长、速度和时间等等也都不一样。为了正确测知对象,欧姆龙采用了诸多的处理技术,充分利用反射波所含有的有价值的信息,从而可以测出人或物的位置和动作。
无论烈日当空或者大雾弥漫,"电波"照常发挥高灵敏度
当我们使用电波传感器的时候,不一定都能遇上条件适宜的环境。在室外,我们可能会遇到灰尘漫天、大雨滂沱或者大雾弥漫的恶劣天气,传感器或者测量对象也可能会沾上泥土等等。
以往传感器经常利用红外线或者超声波等方式进行测量,然而温度剧烈变化或者传感器表面不干净的时候,它的功能就很容易受影响而发挥失常。为了克服这个难点,欧姆龙开发出了能应对任何恶劣条件的"电波"。
即便有障碍波,也能准确感知与人或物的距离
电视机、收音机和手机等,所使用电波频率是各自固定的。虽然经过逐渐改进,现在它们受其他频率电波的影响已越来越小。但如果我们要求只发射或接收固定频率的电波,那么机器的精密度也必须很高,这就需要更高的成本。为了降低价格,欧姆龙开发出使用频率范围极广的电波传感器,而不仅限于特定频率。另一方面,电视机、手机和袖珍无线电机等电波容易受其它电波影响,如何清除它们的障碍波,便成为另一开发重点。
尤其是反射波受到障碍波影响后,波形会出现断续或晃动接而导致不能正确测出信息。而实际生活中,我们的周围交错着各种电波,遇到障碍波的状况是不可避免的。欧姆龙经过无数次试验,最终取得成功:原先只要室内放置手机,传感器就会出现错误情况;但现在传感器的精密度已经大大提高,即便在数厘米的距离内放置类似手机那样的障碍波,它也能发挥正常水平了。
今后,机器可以感知人"想做"的事
我们前面已经介绍过,根据从传感器发射的电波遇到人反射回来所需的时间,可以判断与人的距离。而知道距离,就能测定那个人现在所处的位置,还可以推测出那个人是正在靠近呢,还是已经就在眼前。今后,在综合各种因素基础上就能断定门口的人是要开门还是要撬门等,类似这样能推测人动作意图的功能,应该是能被开发出来的。
欧姆龙的电波传感器是能感知人的传感器,今后它的性能将更加完备,功能更加完善,可以理解人复杂的肢体动作,感知人"想做"的事。
通过测算与对象的距离,电波传感技术就能测知其位置和速度。该项技术已经被下一代"先进安全汽车(ASV)"的核心系统"Active Cruise Control(主动式定速控制系统)"所采纳。所谓主动式定速控制系统,就是在时刻变化的驾驶环境下,让汽车与前方车辆保持一定的安全距离,从而保证驾驶员的安全行驶和避免追尾事件发生的系统。在此,以欧姆龙电波传感技术为基础的"红外线激光雷达"的运用被寄予了很大期待。
雷达传感器分为,使用微波(电波)和激光的2种方式。微波方式虽然具有受恶劣天气和污垢影响较小的优点,但和激光方式相比价格昂贵,只能用于一部分的"高级安全汽车"。为了让守护驾驶员安全的传感器更加普及,欧姆龙向低价格的"红外线激光传感技术"发起了挑战。一般情况下,红外线激光雷达会因为前方车辆的污垢而降低感知灵敏度。但欧姆龙已成功地开发出一种方法,即避免大范围照射,将激光只集中在前方行使车辆的活动范围内,从而提高激光检测的效率和精密度。
另外,红外线激光雷达能感知几十米外的步行者,这也是微波雷达难以实现的。同时它还具备不受其它车辆激光雷达影响的优点。而且即便是微弱的回光信号,红外线激光雷达也能高灵敏地检测出来,在有关保护视力方面的激光产品的安全标准中,它已达到了最高技术水平。
●红外线激光雷达,守护驾驶员的安全
红外线激光雷达并不照射行车前方的大范围区域,而是集中在前方车辆车身高度的范围内。通过这种集中照射的方式达到高精密度的感知效果。
然后以前方车辆为中心照射在它上下左右的范围内,根据道路的环境和状况等,判断前方车辆的位置是否有变化
前方车辆位置发生变化时,激光就会根据对象的新位置再次进行照射,测量实时的距离,从而保持车辆间的安全距离。
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