L'evoluzione dell'obiettivo PIR: dalla sicurezza al "nucleo di percezione" nell'era dell'IA
La rivoluzione intelligente a partire dalla "percezione"
Premessa: La rivoluzione intelligente A partire da "Perception" Quando parliamo di AI, Internet of Things e percezione intelligente, spesso ci concentriamo su chip e algoritmi. Tuttavia, non è il codice che determina ciò che un dispositivo "vede" e quanto percepisce ", ma il front-end del sistema ottico. Nel campo della percezione infrarossa, la struttura plastica apparentemente poco appariscente ma cruciale, la lente di Fresnel, è stata a lungo dietro l'evoluzione di un'intera generazione di sistemi di sicurezza, dispositivi di controllo automatico e spazi intelligenti.
Oggi, prendiamo come protagonista la lente di Fresnel per il rilevamento PIR (infrarosso passivo) e tracciamo il suo percorso tecnico per esplorare come completa la transizione da" infrarosso focalizzato "a" riconoscimento preciso "nella nuova era.
1. La nascita del sensore PIR e il primo compito della lente di Fresnel Il principio del sensore PIR (Infrarosso Passivo) si basa sul materiale piroelettrico per rispondere alla banda infrarossa (8-14 μm) rilasciata dal corpo umano. Tuttavia, questo materiale stesso ha solo un'area di rilevamento molto stretta e un segnale elettrico molto debole. Pertanto, l'aggiunta della lente di Fresnel diventa cruciale:
Focalizza i segnali infrarossi su un'ampia gamma al rilevatore piroelettrico attraverso una serie di minuscole strutture a prisma concentrico;
Costruisce più "finestre di rilevamento" allo stesso tempo, consentendo al sensore di "vedere" il movimento del bersaglio in più angolazioni;
È economico e facile da produrre in massa, rendendolo ideale per i sistemi di controllo automatico e micro integrati negli anni '90. Dal "vedere" al "riconoscere": Il momento del risveglio di PIR Con la popolarità del miglioramento della capacità di elaborazione incorporata e dell'edge computing AI, le persone hanno avanzato requisiti più elevati per i sensori PIR:
non è solo "qualcuno è passato", ma * * "Chi si sta muovendo? In quale direzione? Quanto è lontana la distanza?"
Questo ha dato origine a algoritmi come il riconoscimento della direzione e della distanza del singolo PIR (fare riferimento a Hirenkumar Gami, 2018) e metodi di modellazione della regressione del segnale analogico, guidando il PIR verso l'intelligenza. L'obiettivo deve quindi evolversi:
Il controllo dell'angolo è più accurato: evita l'interferenza del rumore da fonti di calore e migliora la risoluzione spaziale;
supporta la progettazione dell'aggregazione multi-focus: si adatta alle esigenze dell'input del segnale di apprendimento automatico;
coopera con gli algoritmi del segnale: il modello dell'obiettivo influisce direttamente sulla precisione di riconoscimento delle reti neurali.
Terzo, l'aumento delle strutture non coassiali: rende ogni angolo "percezione uguale" Il design delle lenti di Fresnel tradizionali adotta una struttura di messa a fuoco coassiale: cioè, tutta l'energia infrarossa è concentrata nel centro del fuoco. Ciò si traduce in un forte rilevamento nell'area centrale e in un segnale indebolito nell'area del bordo - formando punti ciechi di rilevamento e problemi di illuminazione irregolari.
negli ultimi anni è nato un nuovo concetto di design: struttura non coassiale (Fresnel non coassiale), come il design del team Vo Quang Sang nel 2024, l'obiettivo utilizza una matrice di prismi rotanti, attraverso la convergenza della luce asimmetrica, in modo che l'energia infrarossa sia più uniforme sull'intera superficie di rilevamento ssrn-5093890.
I risultati della simulazione della luce mostrano:
La sensibilità di rilevamento rimane uniforme entro 30;
Piccolo angolo di visione + lunghezza focale corta + alto guadagno I vantaggi sono particolarmente importanti nella scena.
Quarto, Ober Osservazione: Le lenti non sono più parti di uso generale, ma "design strategico" Risultati In Aubor, consideriamo il design delle lenti PIR non più una selezione di parti standard, ma un processo strategico:
Crediamo che dietro ogni obiettivo ci sia la soluzione ottimale di una serie di funzioni obiettivo.
La selezione del materiale corrisponde preferibilmente alla trasmittanza della banda infrarossa (la trasmittanza infrarossa del polimero è maggiore dell '85%);
La geometria è simulata da Zemax per garantire che l'uniformità del campo visivo sia conforme agli standard;
Ogni profondità e inclinazione del dente sono ottimizzate per una banda e una lunghezza focale specifiche;
Allo stesso tempo, in base alle caratteristiche dell'algoritmo di percezione del cliente, regolare la forma e la gamma di risposta del punto luminoso.
Non usiamo mai ciecamente lenti universali, ma progettiamo all'indietro con il risultato finale del rilevamento come obiettivo.
Informazioni su Aubor Optical Aubor Optical è un'azienda specializzata nella ricerca e sviluppo di componenti per la produzione di polimeri ad alta precisione. Abbiamo:
stampaggio a iniezione + processo di tornitura diamantata a punto singolo per creare superfici e microstrutture a forma libera;
Zemax + piattaforma di test di trasmittanza effettiva, che consente la simulazione e la misurazione effettiva per adattarsi insieme;
propria officina di stampi e linea di produzione di rivestimento per soddisfare le esigenze di rivestimento multibanda come IR / ToF / LiDAR;
serve i clienti in tutta la Germania, Israele, Nord America e ha fornito più di 50 + soluzioni PIR.
A Ober, crediamo che * * "capacità di percezione" sarà lo standard di ogni apparecchiatura in futuro * *, e dietro questo, ci sono lenti eccellenti che supportano silenziosamente
