Công nghệ cảm biến sóng của Omron

Nhận biết và đáp ứng mong muốn sống an toàn và thoái mái hơn.

Đã bao giờ bạn thử tưởng tượng một thiết bị có thể di chuyển và hành động như mong muốn của bạn đơn giản chỉ bằng cách ra  kí hiệu. Hoặc một thiết bị có thể nhận biết và làm giúp cho bạn những gì bạn muốn. Loại thiết bị này rõ ràng sẽ đem lại cho bạn một cuộc sống thoải mái  và tiện lợi hơn nhiều. OMRON đã triển khai loại cảm biến có khả năng xác định sự tồn tại, vị trí và tốc độ di chuyển của một người hay một vật với độ chính xác cao.

Những thiết bị này được nghiên cứu với mục đích nâng cao tính an toàn, bảo mật và tiệnnghi trong các môi trường khác nhau như nhà ở, văn phòng hoặc xe ô tô. Cảm biến loại này thường được thiết kế để sử dụng sóng vô tuyến, hoặc sóng quang học (chùm laze)-loại có chiều dài sóng tương tự như sóng vô tuyến.

Sóng vô tuyến biến không phát hiện được thành có thể!

Con người không thể nhìn xuyên qua tường, nhưng công nghệ sensor dùng sóng vô tuyến có thể nhận biết những gì phía bên kia tường. Sóng vô tuyến có thể xuyên qua vật chất và chúng hầu như không bị ảnh hưởng bởi thời tiết xấu, bụi bẩn hay những chướng ngại khác.

Tận dụng những ưu điểm này, công nghệ sensor sóng vô tuyến của OMRON có khả năng phát hiện ở hầu hết điều kiện vật chất. Những cảm biến như vậy có thể gắn vào bất kì loại máy móc nào nên chúng phải được thiết kế nhỏ gọn và tiết kiệm năng lượng. Nhờ đáp ứng các yêu cầu này bằng cách áp dụng vào công nghệ thích hợp mà OMRON đang dần trở thành hãng dẫn đầu trong lĩnh vực cảm biến sóng vô tuyến.

Từ cảm biến “Đồ vật” đến cảm biến “Con người”

Công nghệ cảm biến sóng vô tuyến xác định khoảng cách tới vật thể bằng cách phát sóng radio tới vật thể  đó và  đo thời gian phản hồi lại, hoặc xung lặp cho tới khi nó quay trở lại nguồn phát ra. Bằng cách này, nó xác định được vị trí và/hoặc hoạt động của vật thể. Nếu vật thể là kim loại, thì sự phản hồi là 100%. Còn nếu mục tiêu là con người thì sự phản hồi sẽ chậm hơn . OMRON đã đảm nhận thử thách  trong lĩnh vực cảm biến con người và đã có những nỗ lực nghiên cứu và phát triển với mục tiêu tập trung vào chuyển động của tay.

Khai thác những ứng dụng tiềm năng trong hệ thống an ninh thế hệ mới và ô tô. 

Cảm biến sóng vô tuyến của OMRON chuyển tải nhận biết hoạt  động khác thường của  đồ vật và con người và không bị  ảnh hưởng bởi mưa, tuyết và tình trạng khí hậu khác. Các cảm biến loại này thậm chí có thể vận hành ngay cả khi thấu kính bị bụi bẩn. Thêm vào đó, những cảm biến này rất nhỏ gọn và tiết kiệm năng lượng. Một ứng dụng khác nữa của công nghệ sóng vô tuyến OMRON là cảm biến dùng tia laze. Người ta trông  đợi cảm biến của  OMRON sẽ  được sử dụng trong  ứng dụng khác nhau  ở nhiều lĩnh vực liên quan tới  độ an toàn, bảo mật, và tiện nghi, trên cơ sở những  đặc tính từng sản phẩm riêng biệt; trong  đó bao gồm cả hệ thống an ninh lắp  đặt cảm biến bí mật và hệ thống  điều khiển giám sát tự động trên xe ôtô nhằm đảm bảo hoạt động an toàn hơn.

Công nghệ cảm biến sóng vô tuyến trong tương lai sẽ cho phép nhận diện một người có phải là thành viên gia đình hay là kẻ đột nhập bằng cách xác định hoạt động của người đó trong khu vực cửa và  đo thời gian người này mở cửa. Khả năng này minh chứng cho ý tưởng ngăn chặn nỗ lực đột nhập không hợp pháp. Khi công nghệ sóng radio của OMRON

nhận biết chính xác và phân biệt các hoạt động con người thì nó có thể nhận biết và phân biệt dễ dàng chim bay hay cỏ rập rờn không phải là hoạt động của con người. Các cảm biến thông thường trước đây hay phát hiện nhầm những trường hợp như vậy.

Gần đây, các phương tiện giao thông an toàn công nghệ cao (AVS) đang thu hút sự chú ý ngày càng nhiều như là một nhân tố khô ng thể thiếu của Hệ thống giao thông thông minh (ITS). Cảm biến sóng vô tuyến cũng đóng một vai trò hiệu quả  trong ASV bằng cách giúp lái xe lái an toàn hơn, tránh va chạm hoặc giảm thiểu thiệt hại trong trường hợp  đụng xe.

Không còn bao lâu nữa loại cảm biến sóng vô tuyến cung cấp giao diện thân thiện cho người dùng, có thể hiểu và nắm bắt được từng di chuyển của con người và truyền đạt ý định của người đó sẽ trở thành hiện thực.

Hệ thống giao thông thông minh. (ITS)

ITS được thiết kế để giải quyết các ùn tắc giao thông, tai nạn và các sự cố giao thông khác bằng cách kết nối con người, đường phố, các phương tiện đi lại với nhau bằng công nghệ thông tin hiện  đại nhất. ITS bao gồm rất nhiều công nghệ khác nhau ví dụ như giải pháp điều khiển phương tiện hiện đại, thu phí điện tử (ETC) và các hệ thống khác hỗ trợ việc lái xe an toàn.

Các phương tiện an toàn giao thông an toàn công nghệ cao (ASV).

Bằng việc khai thác các công nghệ điện tử tối tân nhất như các loại cảm biến và thiết bị kết nối thông tin, ASV được trang bị khả năng tối ưu trong việc thu thập và xử lý các loại dữ liệu, tiến hành việc  điều khiển dựa trên thông tin  được xử lý. Hiện nay nhiều hệ thống  đã  được đưa vào sử dụng, bao gồm các hệ thống  hỗ trợ đi đúng làn đường, hệ thống phanh nhằm giảm thiểu thiệt hại va chạm, hệ thống điều khiển hành trình nhằm kiểm soát tốc độ phương tiện giao thông cũng như giữ khoảng cách giữa các phương tiện

Phát hiện chuyển động của người/ vật thể.  

Cảm biến sóng vô tuyến của OMRON kích thước rất nhỏ, nhưng chúng có thể nhận biết nhanh chóng trạng thái của vật thể đến từng chi tiết. Hay nói cách khác, cảm biến loại này phát hiện rất hiệu quả. Những sensor này rất hữu ích cho việc xác định sự tồn tại, vị trí và tốc độ di chuyển của người, sự vật, sau  đó xác định trạng thái hoặc ý  định của người hay vật và đưa ra những thông tin giá trị cao.

Thử tưởng tượng một cái cửa tự  động biết mở  đón bạn khi trở về nhà. Cảm biến của OMRON có thể là m được điều đó. Vì vậy chẳng bao lâu nữa bạn sẽ không còn phải tìm chìa khóa  trong cặp hay túi áo vì chiếc cửa gắn cảm biến sẽ tự đóng hay mở miễn là bạn có chìa khóa trong túi hay ví.

Trước khi một người định làm gì, thường thị họ sẽ tiếp xúc với vật đó. Cảm biến “trước tiếp xúc”  được phát triển trên cơ sở quan sát các cử  động tay. Bằng cách cảm nhận nhanh chóng việc một bàn tay đang hướng tới cửa, cảm biến sẽ dự đoán ý định của người đó và mở cửa. Một cảm biến được thu nhỏ gắn trong bộ phận điều chỉnh cửa sẽ phát sóng từng đợt và kiểm tra xem liệu người đó có chìa khóa hay không, sau đó xác định những dấu hiệu phản hồi của chìa khóa có phù hợp với nguồn sóng hay khô ng. Một khi cảm biến  đã xác định  được người  đó là chủ nhân ngôi nhà, nó sẽ tự  động mở cửa. Tất nhiên toàn bộ quá  trình này  được diễn ra nha nh tới mức người  đó không phải  đợi lâu bên ngoài cửa. Thêm vào đó, cảm biến “trước tiếp xúc” thích nghi tốt với bụi bẩn và điều kiện khắc nghiệt  ngoài trời, do đó nó có thể được lắp đặt bất kỳ chỗ nào, nhà, văn phòng hay ô tô.

Hệ thống cảm biến trước tiếp xúc giúp người sử dụng luôn thuận tiện và thoải mái trong khi vẫn duy trì độ an toàn.

1) Một người khách muốn vào nhà sẽ tiến tới tay nắm cửa.

2) Cảm biến trước tiếp xúc được gắn ở tay nắm cửa sẽ nhận biết bàn tay đang hướng tới. Cảm biến xác định người này không phải là kẻ đột nhập.

3) Chiếc chìa khóa trong túi sơ mi người đó sẽ phản ứng với sóng vô tuyến phát ra từ cảm biến.

4) Cảm biến tiến hành nhận diện và mở cửa.

5) Cùng lúc khi người đó chạm vào tay nắm cửa, chiếc cửa đã được mở.

Nhận diện chuyển  động và vị trí con người thông qua quy trình xử lý tín hiệu của OMRON.

Sóng vô tuyến là dạng sóng điện từ hoặc dao động điện. Tần suất là số lần sóng dao động trong 1 giây. Một chu trình trong một giây được biểu thị bằng Hz. Sóng vô tuyến là một phần của phổ từ điện với tần số thấp hơn tia hồng ngoại.

Sóng vô tuyến cảm nhận sự vật ban đầu bằng cách phát đi sóng có tần suất cao tới người hoặc vật. Một tần suất cao hơn nghĩa là số lượng xung trên 1s lớn hơn và  yêu cầu xử lý  nha nh hơn sau khi sóng  được nhận.  Điều này cũng  đồng nghĩa phải tiêu hao nhiều năng lượng hơn. Để giải quyết tình trạng này và ảnh hưởng các sóng phản xạ từ mục tiêu (lặp lại) với công suất nhỏ, Omron đã sử dụng kỹ thuật chuyển đổi xung lặp sang 1 tần số thấp hoặc tín hiệu số, vì vậy mà nó được xử lý như một sóng nhỏ. So sánh sóng truyền và sóng nhận sẽ thấy được sự khác nhau ở bước sóng. Vật thể càng đặt ở xa, càng mất nhiều thời gian để xung quay trở lại, điều này sẽ dẫn đến trễ phản hồi xung. Điều này dẫn tới sự khác nhau giữa sóng truyền và sóng phát, từ đó bạn có thể dự tính được thời gian quay lại của xung.

Đây chính là cách  đo khoảng cách tới vật thể. 

Sức mạnh quyết định của OMRON chính là sở hữu công nghệ xử lý tín hiệu phản hồi. Phản hồi xung bao gồm v ô số các thông tin, chiều dài, tốc độ của sóng phản hồi và thời gian phản hồi. Tất cả đều phụ thuộc vào kiểu vật thể cần phát hiện cũng như khoảng cách giữa vật thể đó với cảm biến. Để có thể tiếp cận chính xác mục tiêu dựa vào các thông tin thực hiện bởi xung phản hồi cần phải thực hiện rất nhiều bước  để xác  định vị trí và chuyển  động của người hoặc vật cũng như  đưa ra được thông tin giá trị cho con người và máy móc.

 

 

 

Cảm biến sóng vô tuyến tăng khả năng phát hiện nhạy bén trong môi trường nhiệt độ cao hoặc sương mù.

Cảm biến sóng vô tuyến không phải lúc nào cũng được sử dụng trong môi trường phù hợp hoặc thuận tiện. Khi đặt ngoài trời, nó sẽ thường xuyên bị mài mòn bởi bụi bẩn, mưa gió, sương mù hay các điều kiện khắc nghiệt. Bản thân cảm biến
hoặc mục tiêu cần phát hiện cũng có thể bị nhiễm bẩn bởi bùn đất hoặc các chất gây ô nhiễm khác .
Thông thường, hầu hết các cảm biến sử dụng sóng hồng ngoại hoặc siêu âm nhưng những cảm biến này có hạn chế là giảm khả năng hoạt động hoặc hoạt động khô ng ổn định biến động nhiệt độ hoặc bị dính bẩn. Để giải quyết vấn đề này, OMRON tập trung vào sóng vô tuyến, loại sóng có thể chịu được các điều kiện khắc nghiệt.

Sóng vô tuyến cho độ nhạy cao trong nhiều môi trường (xe m hình dưới đây): thiếu sáng, khói / lửa, nắng chói chang, sương mù, bụi bặm,…

Đo chính xác khoảng cách tới người hay vật ngay cả khi bị nhiễu sóng.

Mỗi một thiết bị vô tuyến hay điện thoại đi động có một sóng riêng. Trong những trường hợp này, sự tác động của sóng ở những tần số khác được hạn chế ở mức tối thiểu. Tuy nhiê n, truyền và nhận sóng với tần số đã xác định trước yêu cầu
độ chính xác cao và sẽ lại làm tăng chi phí thiết bị. Để giảm t hiểu chi phí, cảm biến công nghệ sóng radio của OMRON được thiết kế để sử dụng một dải tần số thay cho việc chỉ giới hạn ở 1 dạng đơn. Tuy nhiên điều này đồng nghĩa với việc cảm biến sẽ thường xuyên bị nhiễu sóng từ TV, điện thoại di động, thiết bị không dây… Do đó, nghiên cứu phương pháp đo hiệu quả khắc phục sự cố nhiễu sóng chính là công cụ trong việc phát triển cảm biến sóng radio của OMRON.
Nếu xung phản hồi bị ảnh hưởng bởi sóng giao thoa thì dạng sóng của xung sẽ bị sai dạng hoặc ngắt quãng, việc này sẽ gây khó khăn trong dò tìm chính xác thông tin. Điều này không thể tránh khỏi khi mà ngày nay xung quanh chúng ta có quá nhiều sóng vô tuyến khác nhau.Trong quá trình thử nghiệm lặp đi lặp lại, những thí nghiệm ba n đầu đã gặp phải những trục trặc khi có một chiếc điện thoại di động trong phòng. Tuy nhiên, sau nhiều thử nghiệm và đúc kết kinh nghiệm, OMRON đã thành công trong việc hoàn thiện một loại cảm biến có khả năng phát hiện chính xác cao ngay cả khi bị nhiễu sóng từ các thiết bị như điện thoại cách đó vài cm.

Khả năng đáng ngạc nhiên của sóng vô tuyến trong việc hiểu và diễn giải ý nghĩ, mong muốn con người.

Như đã nói ở trên, khoảng cách tới một người có thể được xác định bằng cách đo khoảng thời gian sóng vô tuyến truyền từ cảm biến tới khi nó tiếp xúc với người rồi quay trở lại. Từ khoảng cách có thể xác định được vị trí con người, cùng với chuyển động cơ thể như tiếp cận hoặc tiến tới cửa. Một khi các tình huống được thiết lập, sensor có thể suy luận ý định hoặc ý nghĩa hành động cụ thể. Với khả năng hiểu hành vi của con người và các chức năng phối hợp ngày càng cao, cảm biến trong tương lai có thể hiểu được một chuỗi các hành động. Theo cách này, hệ thống cảm biến tích hợp sẽ có thể thỏa mãn các mong muốn của
con người ở mức độ phức tạp.

Công nghệ cảm biến sóng radio của OMRON xác định vị trí và tốc đọ bằng cách đo khoảng cách và tốc độ mục tiêu được sử dụng cho hệ thống giá m sát tích cực (Active Cruise Control: ACC). ACC là một trong số các nhân tố quyết định của các phương tiện giao thông an toàn thế hệ mới. Hệ thống ACC gi úp người lái xe tránh va chạm v à đảm bảo độ an toàn bằng các điều chỉnh tức thời để giữ cho xe luôn ở khoảng cách nhất định với xe phía trước.

Với những khả năng như vậy, công nghệ cảm biến sóng vô tuyến – dựa trên máy ra-da sóng hồng ngoại sẽ đảm đương chức năng quan trọng này cho ACC. Cảm biến Radar có hai dạng: sử dụng sóng mili met (sóng vô tuyến) và sử dụng tia laser.
Cảm biến Radar dựa trên sóng milimet có ưu điểm là ít chịu ảnh hưởng bởi thời tiết khắc nghiệt và bụi bẩn. Tuy nhiên, loại này đắt hơn so với loại cảm biến tia laser do vậy vẫn ít được dùng cho ASV. Nhằm mở rộng các loại cảm biến được thiết kế bảo đảm an toàn cho lái xe, OMRON đã phát triển cảm biến Radar giá thấp sử dụng laser hồng ngoại. Nhìn chung, độ nhạy của Radar laser hồng ngoại sẽ giảm nếu chiếc xe phía trước bẩn. Để giải quyết tình trạng này, OMRON tập trung c hiếu chùm laser vào chiếc ô tô phía trước thay cho việc soi rọi cả một khoảng không gian rộng, do đó có thể phát hiện hiệu quả khoảng cách
xác định bằng laser và tăng độ chính xác. Ngoài ra radar laser dùng tia hồng ngoại của OMRON còn có thể phát hiện ra người đi bộ cách khoảng vài chục mét trước xe, một nhiệm vụ hết sức khó khăn đối với một Ra dar sóng mi li met loại thông thường. Nó cũng không bị ảnh hưởng bởi hệ thống Radar lắp trên xe khác.

Loại cảm biến này phát hiện có độ nhạy cao nhưng cũng đáp ứng tiêu chuẩn an toàn laser ở mức cao nhất như hoàn toàn không gây hại cho mắt.

Radar laser hồng ngoại giúp duy trì lái xe an toàn. 

1) Ra-da laze hồng ngoại đo khoảng giữa các xe bằng cách tập trung chùm sáng vào mục tiêu.

Chùm tia laser hồng ngoại được chiếu tập trung vào xe phía trước theo chiều cao hơn là chiếu ở diện rộng. Điều này tăng khả năng phát hiện chính xác.

 2) Radar laser phát hiện sự thay đổi vị trí của xe phía trước. 

Tiếp theo, chùm sóng sẽ lan rộng theo chiều ngang và chiều dọc, với tiêu điểm là c hiếc xe ở đằng trước để kiểm tra xe m c ó thay đổi vị trí do tình trạng đường xá hay ngoại cảnh (chẳng hạn như xe lên dốc).

 3) Nếu vị trí xe trước thay đổi, khoảng cách sẽ được đo lại. 

 

Nếu vị trí chiếc xe phía trước thay đổi, chùm sóng laser sẽ chiếu tập trung vào vị trí mới và đo khoảng cách. Bằng cách lặp lại những bước như thế này, khoảng cách giữa các xe được giữ ở mức an toàn.


Permanent link to this article: https://banbientan.com/cong-nghe-cam-bien-song-cua-omron/

0948.956.835
%d bloggers like this: