德國新創(chuàng)公司Toposens開發(fā)出一種低成本的輕量級3D感測器系統(tǒng)，可執(zhí)行超音波回音定位功能，從而將傳送的訊號轉(zhuǎn)換成有形的3D環(huán)境景物映射，讓人們或機(jī)器人得以順利解讀，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)無人機(jī)與自動駕駛車等應(yīng)用。

　　在EIT Digital于巴黎所舉辦的“虛擬-實(shí)體系統(tǒng)概念挑戰(zhàn)賽”（Cyber-Physical Systems Idea Challenge）中，Toposens開發(fā)出的3D感測系統(tǒng)已經(jīng)順利地進(jìn)入八強(qiáng)決賽名單。Toposens共同創(chuàng)兼管理總監(jiān)Tobias Bahnemann指出，該公司開發(fā)的微型系統(tǒng)可偵測高達(dá)45公尺的范圍，而且解析度達(dá)到了0.5cm，不過他相信只要再進(jìn)一步提高訊號處理能力，就能讓偵測解析度精確至1mm。

　　Bahnemann展示這款精巧封裝的原型，它采用大小僅40x40x5mm的塑料封裝，重量也只有20克，整個感測器解決方案結(jié)合了1個壓電超音波發(fā)射器以及3個分離式壓電收發(fā)器。可在40kHz時發(fā)射訊號模式，所有回聲的飛行時間（TIme-of- flight；ToF）則可分別采用三個收發(fā)器以奈秒級的時間解析度進(jìn)行擷取。

　　“我們所采用的硬體都來自于現(xiàn)有可用元件”們Bahnemann解釋，“但透過我們開發(fā)的智慧演算法IP，可完成一種倒三角測量，并將接收到的訊號轉(zhuǎn)換成距離和形狀屬性。”

　　“這些演算法涉及復(fù)雜的數(shù)學(xué)，但透過簡單的硬體建置，讓我們能夠?qū)崿F(xiàn)每秒50，000點(diǎn)的效能，”他認(rèn)為在演算法上的成就得歸功于其共同創(chuàng)辦人與事業(yè)夥伴Alexander Rudoy。

　　該演算法大約花了三年的時間開發(fā)，兩位事業(yè)合作夥伴一直到今年3月才得以展示其概念原型。

　　Bahnemann認(rèn)為該系統(tǒng)不僅可讓機(jī)器人在復(fù)雜的3D環(huán)境行走，同時還能進(jìn)行動作偵測與手勢控制偵測。因為該感測器模組無需光學(xué)原件且重量輕，可取代昂貴且笨重的雷射與相機(jī)系統(tǒng)，而且只需使用0.2W功耗即可實(shí)現(xiàn)運(yùn)作。

　　超音波的另一個好處是它保有隱私，采用灰階顯示其結(jié)果，并僅揭露其深度。相較于攝影機(jī)，這種感測系統(tǒng)較不顯眼，但可用于商場進(jìn)行顧客行為分析，以及作為汽車的防碰撞系統(tǒng)使用。

　　Toposens的目標(biāo)是在2016年上半年以前為潛在的應(yīng)用開發(fā)人員提供軟體開發(fā)套件，協(xié)助整合3D感測器技術(shù)于具有各種不同介面與軟體應(yīng)用的產(chǎn)品中。

　　該公司在三周前才成立，目前正積極尋求可為其感測器實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的投資來源。此外，根據(jù)該公司的開發(fā)藍(lán)圖，接下來還將推出長程的3D雷達(dá)，能夠在高達(dá)150-300公尺的范圍內(nèi)提供周遭環(huán)境的即時3D影像，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)自動駕駛車應(yīng)用。

　　編譯：Susan Hong

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