【儀表網(wǎng) 儀表下游】據(jù)麥姆斯咨詢報道，有這樣一支研究團隊正在攻克將通過傳感器融合實現(xiàn)的障礙物探測技術用于可穿戴設備的難題，從而幫助盲人或有視力障礙的人群。這項研究是歐洲“集成智能空間探測系統(tǒng)”（Integrated Smart Spatial Exploration System , INSPEX）項目的一部分。

　　據(jù)法國新能源與原子能委員會（CEA）下屬的技術研究院Leti稱，該團隊正在開發(fā)“一款便攜式可穿戴、多傳感器、低功耗的空間探測和障礙物探測系統(tǒng)”。其目標是開發(fā)一款嵌入INSPEX系統(tǒng)的智能手杖，同時結合一款能夠?qū)φ系K物位置進行3D空間音頻反饋的可穿戴配件（如下圖所示）。
　　

　　為了實現(xiàn)該研究目標，研究團隊需要開發(fā)比現(xiàn)在先進的汽車障礙物探測技術更先進的空間探測技術。
　　
　　首先，該項目要求設計一款能夠在所有天氣和能見度下的障礙物探測系統(tǒng)。煙霧、揚塵、濃霧、大雨、大雪以及黑暗條件下的障礙物探測，對于目前的自動駕駛汽車來說還是一項難度較大的技術。
　　
　　其次，該研究團隊需要切實降低便攜系統(tǒng)的重量和功耗。
　　
　　第三，也許也是重要的，便是是系統(tǒng)的可靠性。INSPEX系統(tǒng)的潛在應用除了為視力障礙人群和盲人提供向?qū)б酝猓€包括無人機和智能制造（智能組裝機械、安防監(jiān)視系統(tǒng)等）。據(jù)Leti稱：“該系統(tǒng)將應用于所有環(huán)境狀況下的障礙物實時3D探測、定位以及警示，包括室內(nèi)和室外環(huán)境中未知的靜態(tài)和動態(tài)障礙物。”
　　
　　INSPEX系統(tǒng)應用了多種測距傳感器，如LiDAR（激光雷達傳感器）、UWB雷達（超寬帶雷達）以及MEMS超聲波傳感器。
　　
　　Leti研究主管兼本項目協(xié)調(diào)員Suzanne Lesecq稱，該項目由Horizon 2020計劃（歐盟大的研究和創(chuàng)新計劃）提供資金支持，她希望能夠在36個月內(nèi)圓滿完成該項目研究（2019年）。
　　
　　她希望團隊在2017年12月之前拿出概念驗證原型，來驗證她們的方案。該方案將參考Leti之前開發(fā)的“sigma fusion”，基于一款低功耗微控制器，融合多種距離傳感技術來創(chuàng)建用戶周圍的3D地圖。
　　
　　全天候使用
　　
　　關于研究團隊所要解決的全天候使用問題，Lesecq說：“是的，這確實很有挑戰(zhàn)。這也是為什么我們計劃使用合作伙伴提供的多種距離傳感技術，包括片上LiDAR傳感器、MEMS超聲波傳感器和UWB射頻雷達。”
　　
　　她補充說：“我們的目標是使INSPEX系統(tǒng)能夠在多種天氣條件（雨、雪、風沙等）、寬泛的溫度范圍（典型值-20°C ~ 40°C）以及低能見度（夜晚、沙塵、煙、霧等）條件下正常運行。我們將應用一款環(huán)境傳感模塊來根據(jù)不同的環(huán)境條件，幫助實現(xiàn)系統(tǒng)的重新配置。”
　　
　　由于INSPEX系統(tǒng)需要安裝在一根智能手杖中，關于系統(tǒng)的目標功耗，Lesecq稱：“對于移動探測設備，我們的目標功耗是500 mW。”根據(jù)項目中合作伙伴提供的距離傳感器的實際功耗，她承認要實現(xiàn)目標功耗挑戰(zhàn)很大，她說：“實際上，問題不在于系統(tǒng)功耗本身，更重要的是電池的尺寸，我們需要保證系統(tǒng)能夠在一次充電下，滿足一整天的正常使用。實際上，一款移動設備要方便使用，其重量必須盡可能小，至少要小于200g。”
　　
　　系統(tǒng)配置
　　
　　Lesecq稱原型將專為視力障礙人員和盲人應用設計。智能手杖將于2018年12月推出，所有的距離傳感技術都將集成在這款原型中。
　　
　　據(jù)Lesecq介紹，障礙物定位將由一款具有增強現(xiàn)實3D音頻接口的頭戴耳機提供。這款頭戴耳機能夠連接智能手機，通過低功耗的藍牙技術和移動探測設備進行通訊。
　　　　
　　首先，移動探測設備將集成由項目合作伙伴提供的多種距離傳感器技術（例如片上LiDAR傳感器、MEMS超聲波傳感器、UWB脈沖雷達等）。這需要在項目進行過程中，針對系統(tǒng)整體功耗要求進行優(yōu)化。
　　
　　這些距離傳感器技術的選擇將依據(jù)移動設備對于不同障礙物（形狀、尺寸、材料和色彩等）、各種環(huán)境狀況（溫度、濕度、照度、能見度等）以及特殊環(huán)境（橋洞、臺階等）的探測能力。
　　
　　針對該應用，將集成一款增強現(xiàn)實音頻接口，利用外置耳機來提供3D空間聲音反饋。這種聲音反饋將考慮頭部位置因素，通過耳機內(nèi)置的一種頭部位置和朝向參考系統(tǒng)來進行追蹤，以針對障礙物的實際朝向和范圍，提供3D空間聲音反饋。情景感知通訊將為用戶帶來更廣泛的智能環(huán)境，如智能交通信號燈、導航指示以及關聯(lián)物聯(lián)網(wǎng)的ID標簽等。用戶的移動設備還可以集成地圖應用。
　　
　　和Leti一起參與該項目的機構包括：英國曼徹斯特大學、愛爾蘭科克理工學院、意大利意法半導體、電子和微技術瑞士研究中心、愛爾蘭廷德爾國立大學學院、比利時那慕爾大學、法國GoSense以及愛爾蘭SensL Technologies。
　　
　　（原標題：將自動駕駛汽車的障礙物探測技術應用于可穿戴設備）