超声波3D映射为无人机应用铺平了道路

德国初创公司Toposens开发了一种低成本的轻量级3D传感器系统，该系统可以执行超声回声定位功能，从而将传输的信号转换为有形的3D环境场景映射，以便人们或机器人可以流畅地对其进行解释，从而进一步实现诸如此类的应用作为无人驾驶飞机和自动驾驶汽车。在“虚拟物理系统思想挑战”中，由EIT Digital在巴黎举办的“网络物理系统创意挑战赛”，由Toposens开发的3D传感系统已成功进入前八名。
Toposens的共同创建和管理总监Tobias Bahnemann指出，该公司开发的微系统可以检测到45米长的物体，分辨率为0.5厘米。但是，他认为，只要进一步提高信号处理能力，就可以实现检测。
分辨率精确到1mm。 Bahnemann展示了这种紧凑型包装的原型。
它使用尺寸仅为40x40x5mm的塑料包装，重量仅为20克。整个传感器解决方案结合了一个压电超声波发射器和三个独立的压电收发器。
它可以40kHz的频率发送信号模式，并且所有回波的飞行时间（TIme-of-flight; ToF）可以通过三个具有纳秒级时间分辨率的收发器捕获。 “我们使用的硬件来自现有的可用组件”。
Bahnemann解释说，“但是通过我们开发的智能算法IP，我们可以完成反三角测量，并将接收到的信号转换为距离和形状属性。 ＆amp; rdquo;这些算法涉及复杂的数学，但是通过简单的硬件实现，我们可以达到每秒50,000点的性能。
”他认为算法的成就归功于他们共同的创始人和商业伙伴Alexander Rudoy。该算法花了大约三年的时间开发，并且两个业务合作伙伴直到今年三月才能够演示其概念原型。
Bahnemann认为，该系统不仅允许机器人在复杂的3D环境中行走，而且还可以执行运动检测和手势控制检测。由于传感器模块不需要光学组件且重量轻，因此可以代替昂贵且笨重的激光和摄像头系统，仅需使用0.2W功耗即可实现操作。
超声的另一个好处是它可以保护隐私，使用灰度显示结果，仅显示其深度。与摄像头相比，该传感系统不那么引人注目，但是它可以在购物中心中用于客户行为分析以及用作汽车的防撞系统。
Toposens的目标是到2016年上半年为潜在的应用程序开发人员提供软件开发套件，以帮助将3D传感器技术集成到具有各种接口和软件应用程序的产品中。该公司成立于三周前，目前正在积极寻找可以使其传感器产业化的投资来源。
此外，根据该公司的发展蓝图，下一步将启动远程3D雷达，该雷达可以提供高达150-300米范围内周围环境的实时3D图像，从而进一步实现自动驾驶汽车的应用。编译：苏珊·洪（Susan Hong，参考文献：受蝙蝠启发的3D超声成像可以装备无人机，朱利安·哈皮奇（Julien Happich））。