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通信与网络
  • 飞行时间（ToF）：助力实现三维体验

    飞行时间（ToF）：助力实现三维体验

    我们已习惯使用Microsoft Teams、Zoom和Google Meet来改善远程会议体验。但即便如此，所有这些互动仍然局限于第二维度，无法带给我们真正沉浸式、生活化的三维体验。尽管当前元宇宙、AR/VR，甚至全息传送（高质量的三维人物模型，能够在全球任意位置进行实时重构和传输）掀起了一股热潮，但距离实现最终的跨越现实型耳机，我们还有很长的路要走。将二维互动转换为沉浸式的三维互动颇有难度，需要融合多项技术才能实现。虽然3D显示屏和空间音频内容已独立存在了一段时间，但它们只是静态的，需要固定的观看和收听位置。在桥接现实世界和数字世界这一领域，3D飞行时间（ToF）技术已进入下一阶段，通过将静态的三维互动转换为能够感知情境的沉浸式互动，可动态适应所有环境类型（人与人的远程互动、人机互动或机器与机器的互动）中的用户情境和机器情境。从小学到研究生院——智能设备的发展分析师的报告，2021年全球智能家居设备的交付量增长了近12%，该项研究还预测，到2026年，其交付量将保持两位数增长。消费者现在期望所有设备都能不断发展，更具智能且无需接触也能操控，包括灯泡、家用设备、电视、汽车等等。+12%2021年度智能家居设备的增长率在过去10年，智能家居不断发展，智能的定义也是如此。基础的智能设备一般都很简单——都需要联网、受到控制或监测，例如扫地机器人。更先进一些的智能设备能够感知周围环境。它们可能还启用了GPS，例如，当您进入一定范围内，会自动为您打开家中的暖气，无需您触摸按钮或屏幕。甚至，更智能的设备能够倾听您的语音指令，并理解其中的意思，提供一定水平的个性化体验。例如，您家中使用的智能扬声器还能充当智能管家，当您准备睡觉时，帮您降下窗帘、调暗灯光、调节室内温度，并播放舒缓的音乐。下一次智能革命会赋予智能设备另一项人类感知——视觉。这些设备能够检测和分析我们周围的环境，然后根据分析结果做出决定。这些设备背后的支持技术是景深测量，这是实现飞行时间（ToF）的关键使能因素。何谓飞行时间（ToF）？飞行时间（ToF）摄像机向物体发射光束，该光束会反射至传感器，摄像机测量发射光束与反射光线被传感器接收之间的时间延迟，由此测量与物体之间的距离。这个过程与超声波类似，后者通过声音，而非光线来测量距离，雷达则通过无线电波来测量距离。与超声相比，飞行时间（ToF）摄像机能够更快生成具有高（深度）精度的高分辨率深度图（空间分辨率与RGB摄像机相当），且能覆盖更大范围——毕竟，光速远远大于声速。虽然雷达的探测距离更远，但飞行时间（ToF）的准确性与分辨率均更胜一筹。我们主要采用两种方法来测量飞行时间（ToF）的时延：间接飞行时间（ToF）(iToF)和直接飞行时间（ToF）(dToF)：间接ToF和直接ToFiToF系统使用连续波(CW)方法，该方法测量发送和接收的光脉冲之间的相移。dToF摄像机使用基于脉冲的方法，该方法测量发射的脉冲和接收的光脉冲之间的经过时间。使用CW iToF图像传感器的优势之一：它们基于传统的半导体基础设施进行大规模量产，能够以经济的成本实现高像素密度的短程成像。ToF让设备能够感知环境，并据此作出更明智的决定——从根据室内人数来调节室温，到根据购物体验识别人们感兴趣的商品。选择iToF，还是dToF深度成像系统，最终要看应用需求和使用环境。iToF适用于需要高空间分辨率的短程成像（0.5米、5米和10米）。dToF更适合对空间分辨率要求不高的远距离成像。人工智能(AI)和光学系统设计使得选择iToF技术和dToF技术的分界线不再那么清晰明确。在能感知环境的智能边缘系统中，iToF和dToF传感器都与RGB图像和惯性传感器集成，并在AI的助力之下提升性能，消除伪影。就像鼠标改变了计算机交互，触摸屏技术推动了智能手机和平板电脑的普及一样，飞行时间（ToF）技术正在助力实现非接触式3D交互。在推动工业4.0发展方面，飞行时间（ToF）技术具有类似效用。从用于质量检测的工业机器视觉，到用于资产管理的体积检测，再到推动自主（设备）生产的导航技术，制造行业开始采用这些传感技术，并逐步转向适合恶劣工业环境的高分辨率系统。但是，飞行时间（ToF）技术从哪些方面改变了我们的日常生活？如今，有哪些技术突破能够与彩电或个人计算机媲美？人机接口：飞行时间（ToF）应用目前，我们周围采用飞行时间（ToF）技术的应用层出不穷，从汽车座舱安全，到家庭运动设备，再到游戏和画面逼真的3D远程协作。飞行时间（ToF）技术的未来应用之一是自动驾驶汽车中，作为雷达、LIDAR和其他深度传感器的补充。以下是巧妙使用飞行时间（ToF）技术的一些场景，它们让我们的生活更美好、更安全，更有乐趣：3D远程协作ToF将硬件和软件的技术进步相结合，让朋友、家人和同事觉得他们仿佛是在一起，即使他们相隔甚远。在参加沉浸式3D会议时，您不再受扁平的2D图像限制，您能看到和真人一般大小的三维人像，仿佛他们真的和您身处同一房间。座舱/汽车辅助驾驶技术飞行时间（ToF）技术助您感受使用先进驾驶辅助系统(ADAS)的乐趣，该技术提供人脸和运动监测，能够检测驾驶员是否打瞌睡，或者提醒您车辆已偏离路线。手势控制技术让驾驶员能够在视线不离道路的情况下接听电话、切换音频或调节车内温度。家庭运动设备居家健身行业不断发展，除了在线动感单车和瑜伽课程之外，现在还包含智能健身镜。当内置的虚拟教练为您提供深蹲指导时，实际是他脑中的飞行时间（ToF）技术在发挥作用。家庭影院飞行时间（ToF）技术让您的家庭影院系统非常智能，能够动态调节声音均衡，以补偿观众位置变化或环境改变的情况，例如增添了新家具。购物在线购物已经变得非常简单和便捷，使很多不愿前往实体店的购物者，也能亲身查看自己感兴趣的物品。飞行时间（ToF）技术让您能够使用手机测量空间环境，并重新规划您的房间布局，或者，先由您的三维人像试穿衣服，再决定是否购买。游戏和元宇宙通过佩戴AR/VR耳机，人们能够基于飞行时间（ToF）系统获取的深度信息，通过手势跟踪与置于真实世界中的虚拟物体进行交互，更准确地连接真实世界和数字世界，从而获得沉浸式体验。智能工厂ToF技术助力实现的机器视觉是推动实现灵活、自适应生产配置的关键因素。这让人与机器能够安全协作，帮助提高生产力、不断提升质量，充分挖掘工厂的产能。ADI的飞行时间（ToF）技术，让创意起飞如果以当前的速度继续加速创新，那么在未来的十年或二十年，我们将迎来另一场改变生活方式的创新浪潮。深度传感器和成像技术的广泛应用可能带来超出我们想象的智能设备，或者会出现全新的技术，让智能镜和AR耳机变得和扫地机器人一样平常。ADI帮助客户共同打造新品，并充分利用智能边缘见解，包括飞行时间（ToF）系统解决方案。ADI先进的飞行时间（ToF）成像传感器与完整的系统解决方案配合，将数据处理、激光驱动器、电源管理和软件/固件集成到同一设备中，以实现下一代智能边缘解决方案。

    飞行

    2023.06.24

  • 芯片解决了高速以太网中的TCP / IP瓶颈问题

    芯片解决了高速以太网中的TCP / IP瓶颈问题

    以太网局域网的速度已大大提高。大多数系统以1 Gbit / s的速度运行，有些新系统以10 Gbit / s的速度运行。随着更多数据流经网络，这些高速率使计算机不知所措，从而导致TCP / IP协议出现瓶颈。服务器或PC通常具有处理TCP / IP的软件，因此硬件解决方案可能是一个好主意。Tehuti Networks的TN1020 TCP / IP加速器也称为波尔多，它结合了硬件和软件。它恰好适合物理层连接和应用程序驱动程序之间的网络层（MAC）。它将TCP / IP处理提高了40倍，减轻了主处理器的负担。使用全软件方法将CPU负载从平均80％减少到TN1020的35％。全硬件TCP / IP卸载引擎（TOE）会更快。但是由于接口和驱动程序不兼容以及与操作系统的链接，这些设备的设计更加困难。TN1020适合千兆以太网应用。它可以处理4 Gbits / s的全线速，并处理所有Internet协议（IP）任务，包括IP分段，TCP乱序和TCP连接建立。它还可以处理多达65,535个并发活动连接。它的占地面积仅为TOE芯片的十分之一，功耗为3W。该芯片可提供10 Gbit / s和标准接口的完全可扩展性。它与Windows，Linux，UNIX甚至专有的基于TCP的操作系统完全兼容。也提供使用该芯片的网络接口卡。具有类似功能的10 Gb芯片将于今年秋天上市。

    以太网 TCP / IP

    2023.06.12

  • AI将夺走人类的“饭碗”？听听科技大咖们怎么说！

    AI将夺走人类的“饭碗”？听听科技大咖们怎么说！

    　中国经济网天津5月18日讯，生成式人工智能的火爆出圈，再次引发全世界对人工智能发展的广泛关注，更让人们体会到大模型对人工智能发展的重要意义。在今日开幕的第七届世界智能大会期间，来自全球科技领域的学者专家和企业界人士对于未来的人工智能技术是否将成为人类自身的“威胁”这一话题发表了各自的深入见解。　　“我不担心大模型会导致人类工作机会减少。”百度CEO李彦宏在题为《大模型改变人工智能》的演讲中表示，“人类最大的危险和最大的不可持续，并不是创新带来的不确定性。相反的，我们停止创新，不发明不创造不进步，按照惯性走下去，所带来的各种各样不可预知的风险，才是人类最大的威胁。”　　在李彦宏看来，探知答案的最好方法是回顾过去。他以过去几百年间的井下背水工、马车夫、打字员等职业为例，指出随着这些工种的消失，很多新的工作也随之出现，并且伴随着人口增长和人均GDP高速提升。“我个人是乐观派，我不担心大模型会导致人类工作机会减少、生活变差。问题在于，我们的教育能否帮助年轻一代适应快速的技术变化。”　　与此同时，更多与会嘉宾对人工智能的前景同样持乐观态度。白俄罗斯莫吉廖夫州执行委员会主席伊萨琴科认为，人工智能的新技术将提升人类的福祉，并将人类从繁重的工作中解放出来。德国弗劳恩霍夫协会电子纳米系统研究所所长哈拉德·库恩认为，在智能驾驶领域，具有极低功耗的人工智能将推动微电子和芯片领域的纳米技术发展。　　“如果说用来画画、写诗只是有趣的话，那么人工智能为实体经济所创造的价值更值得关注和研发。”联想集团董事长兼CEO杨元庆指出，通过部署算力资源、提升算力效率，企业可以更快结合人工智能模型和算法挖掘数据价值，从而更好支撑商业决策。　　科大讯飞董事长刘庆峰表示，以公司推出的星火大模型为例，通用人工智能正在持续为开发者赋能，这极大降低了创业者的门槛。“只要会写Prompt，有创意和灵感，那么很多事情通用人工智能就帮着做了。”　　据了解，本届世界智能大会于5月18日至21日在天津举行。大会以“智行天下 能动未来”为主题，聚焦智能科技赋能经济社会发展，聚合天下英才共谋智能未来，聚集智慧成果，实现共享共赢，全面打造展示智慧天津、数字中国的全新窗口。

    AI

    2023.05.26

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