#智慧家庭 #低功耗廣域網路LPWAN #通訊協定 #SigFox
#應用程式介面API #開放源碼 #Open.MEMS/Open.RF/Open.AUDIO
#藍牙Bluetooth 5 #麥克風語音辨識 #聲學超載點AOP #波束成形Beamforming #微機電MEMS #運動感測器Motion Sensor #混合實境MR
#ToF光學測距感測 #存在偵側Presence Detection #環境光源感測器ALS
【聲、光交會而成的智慧感測】
樓梯響了很久的「智慧家庭」(Smart Home),為何這兩年突然見到勃發之象?低功耗廣域網路 (LPWAN) 的普及與應用程式介面 (API) 的充沛,應是主要催熟劑。然而一個先決條件是:感測介面是否夠聰明且友善?太過繁瑣的操作,反會造成普羅大眾的麻煩,影響使用意願。於是,語音輸入與利用光學原理賦予家用設備感知能力,成為不少製造商屬意的人機介面。感測、連網與低功耗,將是建構智慧家庭的三大要素。
陀螺儀、加速度計、磁力計等運動感測器 (Motion Sensor),是居家防跌/防撞及姿態辨別的馬前卒,新興 SigFox 協定有擔當對外低功耗通訊要角的潛力,而 Bluetooth 聲控是最直覺的觸發方式。運動感測器除了早先介紹過能加載混合實境 (MR) 技術,透過事先匯入建築管線圖資、結合熱像儀進行漏水檢測,陀螺儀、磁力計可維持移動式家電的方向性之外,加速度計更是慎防人、物發生意外的必要防護配備。
關於「發號施令」的感測介面,麥克風語音辨識的誤判率相對較低,適合隨興、愜意的居家生活氛圍。不過,這必須建立在豐富的「聲音資料庫」以及感測器出色的訊號雜訊比 (SNR) 的基礎上——麥克風收音裝置常以「聲學超載點」(AOP) 來衡量敏感度,意指在不失真條件下所能接收到的最大訊號,該數值越高越好,而機構設計與類比/數位的封裝選擇、開發套件以及開放源碼和第三方嵌入式系統的相容性是焦點所在。
更深層的「存在偵側」(Presence Detection) 也是一門學問——只要一「現身」,就能自動捕捉、執行後續動作;基於飛行時間 (Time-of-Flight, ToF) 技術的測距感測器,只要將光速與 1/2 來回反射的時間相乘,就能得到具體距離數值,在工業控制、物流倉管與消費電子距離警示應用甚廣,深獲多家掃地機器人以及專門清潔玻璃用的「玻妞」製造商青睞,可設定確切數值實現「沿邊」行進模式,讓機器乖乖按既定軌跡運作、避免碰撞及墜落。
延伸閱讀:
《ST:語音輸入呼之即來,飛行光速精準測距》
http://compotechasia.com/a/____/2017/0219/34688.html
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#意法半導體ST #SensorTile #STM32L4 #S2-LP Sub-1GHz射頻收發器 #M-BUS #6LowPAN #IEEE802.15.4g #ST BlueMS智慧手機應用軟體 #FlightSense #VL53L0X
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#光學測距儀 #雷射測距 #環境光源感測器ALS
【夜拍絕美照、貼身機器人,靠它!】
一般常見的光學測距儀有紅外線和雷射兩種。前者乃利用比較發射與反射能量之強度差異,推估光電波動傳輸的等效距離,好處是便宜、安全,卻有精度低、方向性差,有顏色辨識及易受環境光源干擾的缺點;後者工作原理是向目標射出一束很細的雷射光,光電元件在接收到目標反射光束後,據以測定從發射到接收的時間,計算觀測者到目標的距離,常見於一公里範圍以內的測距。
其實坊間也不乏用紅外線測量短距離的產品,不過因為紅外線主要是用於反應強度,例如:自動門、自動出水裝置等,以辨別是否需要啟動,是簡單0與1邏輯判斷,在精確數值的展現上較弱,故在短距測量上,還是以「光學」較具優勢;特別是搭載環境光源感測器 (Ambient Light Sensor, ALS) 的雷射測距,可廣泛應用在智慧家電控制、相機快速對焦、倉儲物流掃瞄、建築物保全與手勢辨識等。
例如:當人體過於靠近電視或工廠機器時,會發出警示或停止運作;工作環境光線不足,可快速隔空掃瞄貨物編號、不須辛苦架梯摸索;門禁偵測到訪客接近,啟動相關系統以落實節能及保全需求。最淺顯易見的就屬手機拍照,有了雷射測距模組輔助,即使在光源過暗的情況下,依然可拍出清晰絕美照——華碩「ZenFone 暗光鳥夜拍系列」即是以此為賣點。
還有常見的家務機器人,亦可藉此精準定位並執行清潔路徑,不用再跟地面一堆障礙物大玩躲貓貓……。如果要與具有高度的機器人 (非近乎平面的掃地機) 一同生活或工作,更需要雷射精準測距以策安全;否則這些龐然大物一旦因感應不夠靈敏、精確而倒下,可是會危及人身安全呢!此外,亦可經由掃過截斷訊號,實現非觸控翻頁動作;惟此「凌空」手勢辨識因牽涉人類習慣性動作,須先解決由人去遷就機器、或機器來配合人的問題。
延伸閱讀:
《ST FlightSense雷射測距感測促進良好人機互動》
http://compotechasia.com/a/celue___/2016/0418/31695.html
(點擊內文標題即可閱讀全文)
#意法半導體ST #FlightSense #VL53L0 #VL6180S
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【輔助器材】
大家還記得去年瘋傳的“冰桶挑戰”活動嗎?
冰桶挑戰是為了肌萎缩性脊髓側索硬化症 (Amyotrophic lateral sclerosis),漸凍人症,著名物理學家霍金就是身患此症,籌款與支持相關的病人組織和研究項目。
而EyeControl眼控系統,為漸凍人症患者設計開發一個較低成本且可攜式產品給漸凍人症患者使用; 它由精密的視線測量光學儀器和專業的眼控軟件組成,它可準確地捕捉人眼所看位置,再把人眼所看位置當成鼠標,幫助患者完成眼睛按鈴、日常表達、打字、閱讀、上網、玩遊戲等功能,此系統適用人群有:上肢殘疾、癱瘓、漸凍人、肌肉萎縮症、脊椎病、語言障礙與老年人,幫助它們找回溝通的能力。
#漸凍人症 #肌萎缩性脊髓側索硬化症 #ALS #眼控系統
有興趣的朋友,不妨上STB 網站(2015/07/07貼文)瀏覽,閱讀相關文檔!!
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