TI 感测技术方面的创新产品和设计(五) - 3D人体姿势检测传感

因为我时间

刚才主持人说我已经快超时了

所以最后一个 TOF

其实我想在这个上面花更多时间了

但看上去已经没有更多时间了

所以 TOF 飞行时间

大家有没有 XBox

或者微软的那个 Wii 游戏机

就是打网球

在电视机面前

做各种动作

有没有

就是用这种方式来实现的

它就是 3D 摄像机

3D 飞行时间

帮你来坐做人体的动作识别

那目前 3D 有几种方式来实现

第一种是用两个摄像头

大家这种摄像头太多了

到处都是摄像

这是两维的

那我用两个或三个甚至更多的摄像头

然后通过算法 DSP 处理

它就能实现 3D 的这样一个动作的识别

那这是一个

那它的好处是说对环境光不敏感

因为摄像机

RGB 的显示很清楚

然后精度其实也做得蛮好的

而且效果其实蛮好

但是它也有缺点是

软件的 loading 会很大了

你不知道你到底要用多少大的 DSP

才能完成它

功耗也很大

而且成本也会很高

所以这个不是一个流行的方式

其实这种方式十几年前就有人在研究

但研究到现在

其实不是一个非常好的方式

那还有一种是结构光

像 TI 的 DLP

其实就是一种结构光的显示

我们的 DLP 除了能用来做投影之外

其实还是用来做 3D 扫描的

我见过有个客户做了一个牙模

就是牙床的扫描

就用 3D TOF 在旁边绕一圈一圈转

它就能把你 3D 的这个东西扫描出来

然后再通过 3D 打印打印出来

那它是通过这种结构的发光的方式

它是通过一个传感器

发射固定的一个 pattern 的光过去

然后再反射回来

然后再计算反射回来这些东西

跟我原来 pattern

有相位上幅度上有差值

所以把你整个东西给架构出来

那它的一个好处是说精度非常高

能做到微米级

所以它为什么能用来做 3D 的扫描

以及 3D 的打印

但它有个很致命的缺点

速度太慢了

我们在飞行器上这种避障呢

用在机器人身上这种避障肯定用不了

飞行器你想反应得多快

在空中飞

所以另外一种就是 TOF 技术

就是 time of flight

那原理很简单

就是我也发光

我也是发光给你

然后我再发有调制过的光给你

然后再反射回来

计算我这个飞行时间花了多长

所以这是它一个最简单元

如果我放一个 3D 的摄像头在这里

发一个光过去到那边墙上

很快它就会过来无数个信号

我在芯片里面做计算

然后我就能告诉你们

这面墙上有哪些东西

哪些是凸起来的

哪些是凹进去的

这是它一个简单原理

速度会非常快

所以它的应用场合现在很多了

第一个就是无人机上面的这种避障

现在无人机如果大家买过

现在主流无人机的玩具玩过的话

它上面都基本上都是用超声波来避障了

它在下面

无人机的高档价钱的好坏

其实很大程度决定它装多少个超声波模块

它的超声波模块主要用来做着陆来用的

就是我飞机我不玩了之后

着陆到地面它有多高

它就一般会这样装一个

那有些在水平方向也会装

装好多个模块在上面

那基本上就是这个还是比较原始的了

所以用这种技术来实现

它就能实现

三维的、在 10 米、5 米范围内的

任何障碍物的分辨

那这是一个

第二个是机器人

扫地机器人也好

或者是工业机器人也好

那么我一个机器人进入到室内

怎么做一个路径识别

对不对

它一看哗一下一扫

我知道你的整个路径在哪里

它就能做出来

另外一个手势识别

就是玩游戏最简单的

手势识别

另外还有一个 3D 扫描的这样一些应用

那目前为止

TI 有两套方案供大家选择去做这个事情

第一个叫 TINTIN

它是两芯片的一个方案

第二个是叫 CALCULUS

是单芯片的一个方案

这两个都是有量产了

3D TOF 部分大家可能在资料上没有

因为我觉得这个蛮有意思的也比较重要

所以就是刚才加进去的

大家有兴趣待会可以向我咨询更多的信息

那这两代芯片

它的一个区别在于

TINTIN 它是两个芯片组成的

一个是传感器

一个是控制器

那它的一个特点是说

它的分辨率是 QVGA 的 320×240

分辨率会比较高一点

那 CALCULUS 是单芯片的一个解决方案

它的主要的卖点是在快、小

它的分辨率稍微小一点，80×60

但它主要是在快

快多少呢

它的帧率能达到 1000FPS

就是 80×60 的这个芯片

能达到 1 秒钟能达到 1000 帧的一个速率

用在运动控制是非常好

那 TINTIN 这一代

它的分辨率

它的帧率会稍微低一点，120FPS

那我相信这个

已经比普通的二维摄像机高很多了

所以目前有这两代芯片供大家选择

手册什么都在网上都已经有了

那相应的评估板也在网上都会有

所以这是 TINTIN 这一代芯片的一个参考设计

传感器加控制器

然后加红光或者激光的发射器

然后再加电源等等组成的这样一个方案

是一个深度地图的一个输出

给到我们的主平台来做计算

做手势识别啊各种动作

那这是 8320

就是 Calculus 单芯片的解决方案

它的相对来说会简单很多

那体积小

因为它擅长是运动控制

所以用在很多无人便携的设备上都会非常合适

所以这是 TINTIN 的一个评估板的样子

大家可以看到

如果你仔细看这个区域

它是有四颗发射的

就是 LED 灯在里面

那这个是传感器接收的

是这样一个评估板

这个已经 release

在官网上你能看到

这张是我们的 CDK

也是评估版上得到一些数据

大家可以看到

我出来的数据其实就是一个景深的数据了

我给你一面墙的数据

这面墙的每一个点的数值的大小

就决定了告诉你了

我上面的这个远和近的一个距离

所以你可以用这个东西干很多事情

你一个很简单的

你用色彩不一样的东西把它描出来

就这样一个图案

如果你用黑白的

黑白灰度不一样的色彩把它描出来

就这样一个图案

这就是一个 3D 图

那另外一个很重要的是说

大家如果留心

我刚才讲的是说我需要个发射

对不对

发射基本上都是用红外的

因为红外人眼看不到

它有个很关键的问题

大家知道现在太阳外面那么强烈

它里面有多少红外的成分

非常多

非常非常多

所以你可以想像我这个东西

用在室内和室外其实不一样

用在室内没有任何红外干扰

它可能会很清楚地展示出来

但一旦我把这个东西放到室外怎么办

它会受到很多干扰

我本身的红外

发出红外光

我需要它接收回来

告诉我距离有多远

但是太阳光不停地在告诉我

很多红外光

我哪知道哪个是真的

哪个是我真正自己发出去的

所以为了解决这个问题

其实这个是一个比较大的问题

其实 TI 在这两代芯片上

都集成了一个引擎在里面

算法的引擎在里面

那它会通过一些光的收发时间的控制等等

自动地把这个东西校准了

这样就减少了我们客户很多

自己在主平台端的一个算法的消耗

这个已经 TI 已经做了

所以你会看到

在光和没有光

开了这个功能之后两个差别

所以我们的芯片其实在户外也是能用的

这是我最想说的一点

几张 PPT

所以总结一下就是说

今天时间也有限

所以给大家只是拣重点

介绍四款那个传感器产品

4404、TOF 还有 LDC

还有那个 PGA900 压力传感器

那如果接下来大家有任何问题的话

都可以跟我们的友商

友商的同事去咨询

也可以直接找到 TI 本土的

我们的技术团队和销售支持来进行咨询

因为我时间

刚才主持人说我已经快超时了

所以最后一个 TOF

其实我想在这个上面花更多时间了

但看上去已经没有更多时间了

所以 TOF 飞行时间

大家有没有 XBox

或者微软的那个 Wii 游戏机

就是打网球

在电视机面前

做各种动作

有没有

就是用这种方式来实现的

它就是 3D 摄像机

3D 飞行时间

帮你来坐做人体的动作识别

那目前 3D 有几种方式来实现

第一种是用两个摄像头

大家这种摄像头太多了

到处都是摄像

这是两维的

那我用两个或三个甚至更多的摄像头

然后通过算法 DSP 处理

它就能实现 3D 的这样一个动作的识别

那这是一个

那它的好处是说对环境光不敏感

因为摄像机

RGB 的显示很清楚

然后精度其实也做得蛮好的

而且效果其实蛮好

但是它也有缺点是

软件的 loading 会很大了

你不知道你到底要用多少大的 DSP

才能完成它

功耗也很大

而且成本也会很高

所以这个不是一个流行的方式

其实这种方式十几年前就有人在研究

但研究到现在

其实不是一个非常好的方式

那还有一种是结构光

像 TI 的 DLP

其实就是一种结构光的显示

我们的 DLP 除了能用来做投影之外

其实还是用来做 3D 扫描的

我见过有个客户做了一个牙模

就是牙床的扫描

就用 3D TOF 在旁边绕一圈一圈转

它就能把你 3D 的这个东西扫描出来

然后再通过 3D 打印打印出来

那它是通过这种结构的发光的方式

它是通过一个传感器

发射固定的一个 pattern 的光过去

然后再反射回来

然后再计算反射回来这些东西

跟我原来 pattern

有相位上幅度上有差值

所以把你整个东西给架构出来

那它的一个好处是说精度非常高

能做到微米级

所以它为什么能用来做 3D 的扫描

以及 3D 的打印

但它有个很致命的缺点

速度太慢了

我们在飞行器上这种避障呢

用在机器人身上这种避障肯定用不了

飞行器你想反应得多快

在空中飞

所以另外一种就是 TOF 技术

就是 time of flight

那原理很简单

就是我也发光

我也是发光给你

然后我再发有调制过的光给你

然后再反射回来

计算我这个飞行时间花了多长

所以这是它一个最简单元

如果我放一个 3D 的摄像头在这里

发一个光过去到那边墙上

很快它就会过来无数个信号

我在芯片里面做计算

然后我就能告诉你们

这面墙上有哪些东西

哪些是凸起来的

哪些是凹进去的

这是它一个简单原理

速度会非常快

所以它的应用场合现在很多了

第一个就是无人机上面的这种避障

现在无人机如果大家买过

现在主流无人机的玩具玩过的话

它上面都基本上都是用超声波来避障了

它在下面

无人机的高档价钱的好坏

其实很大程度决定它装多少个超声波模块

它的超声波模块主要用来做着陆来用的

就是我飞机我不玩了之后

着陆到地面它有多高

它就一般会这样装一个

那有些在水平方向也会装

装好多个模块在上面

那基本上就是这个还是比较原始的了

所以用这种技术来实现

它就能实现

三维的、在 10 米、5 米范围内的

任何障碍物的分辨

那这是一个

第二个是机器人

扫地机器人也好

或者是工业机器人也好

那么我一个机器人进入到室内

怎么做一个路径识别

对不对

它一看哗一下一扫

我知道你的整个路径在哪里

它就能做出来

另外一个手势识别

就是玩游戏最简单的

手势识别

另外还有一个 3D 扫描的这样一些应用

那目前为止

TI 有两套方案供大家选择去做这个事情

第一个叫 TINTIN

它是两芯片的一个方案

第二个是叫 CALCULUS

是单芯片的一个方案

这两个都是有量产了

3D TOF 部分大家可能在资料上没有

因为我觉得这个蛮有意思的也比较重要

所以就是刚才加进去的

大家有兴趣待会可以向我咨询更多的信息

那这两代芯片

它的一个区别在于

TINTIN 它是两个芯片组成的

一个是传感器

一个是控制器

那它的一个特点是说

它的分辨率是 QVGA 的 320×240

分辨率会比较高一点

那 CALCULUS 是单芯片的一个解决方案

它的主要的卖点是在快、小

它的分辨率稍微小一点，80×60

但它主要是在快

快多少呢

它的帧率能达到 1000FPS

就是 80×60 的这个芯片

能达到 1 秒钟能达到 1000 帧的一个速率

用在运动控制是非常好

那 TINTIN 这一代

它的分辨率

它的帧率会稍微低一点，120FPS

那我相信这个

已经比普通的二维摄像机高很多了

所以目前有这两代芯片供大家选择

手册什么都在网上都已经有了

那相应的评估板也在网上都会有

所以这是 TINTIN 这一代芯片的一个参考设计

传感器加控制器

然后加红光或者激光的发射器

然后再加电源等等组成的这样一个方案

是一个深度地图的一个输出

给到我们的主平台来做计算

做手势识别啊各种动作

那这是 8320

就是 Calculus 单芯片的解决方案

它的相对来说会简单很多

那体积小

因为它擅长是运动控制

所以用在很多无人便携的设备上都会非常合适

所以这是 TINTIN 的一个评估板的样子

大家可以看到

如果你仔细看这个区域

它是有四颗发射的

就是 LED 灯在里面

那这个是传感器接收的

是这样一个评估板

这个已经 release

在官网上你能看到

这张是我们的 CDK

也是评估版上得到一些数据

大家可以看到

我出来的数据其实就是一个景深的数据了

我给你一面墙的数据

这面墙的每一个点的数值的大小

就决定了告诉你了

我上面的这个远和近的一个距离

所以你可以用这个东西干很多事情

你一个很简单的

你用色彩不一样的东西把它描出来

就这样一个图案

如果你用黑白的

黑白灰度不一样的色彩把它描出来

就这样一个图案

这就是一个 3D 图

那另外一个很重要的是说

大家如果留心

我刚才讲的是说我需要个发射

对不对

发射基本上都是用红外的

因为红外人眼看不到

它有个很关键的问题

大家知道现在太阳外面那么强烈

它里面有多少红外的成分

非常多

非常非常多

所以你可以想像我这个东西

用在室内和室外其实不一样

用在室内没有任何红外干扰

它可能会很清楚地展示出来

但一旦我把这个东西放到室外怎么办

它会受到很多干扰

我本身的红外

发出红外光

我需要它接收回来

告诉我距离有多远

但是太阳光不停地在告诉我

很多红外光

我哪知道哪个是真的

哪个是我真正自己发出去的

所以为了解决这个问题

其实这个是一个比较大的问题

其实 TI 在这两代芯片上

都集成了一个引擎在里面

算法的引擎在里面

那它会通过一些光的收发时间的控制等等

自动地把这个东西校准了

这样就减少了我们客户很多

自己在主平台端的一个算法的消耗

这个已经 TI 已经做了

所以你会看到

在光和没有光

开了这个功能之后两个差别

所以我们的芯片其实在户外也是能用的

这是我最想说的一点

几张 PPT

所以总结一下就是说

今天时间也有限

所以给大家只是拣重点

介绍四款那个传感器产品

4404、TOF 还有 LDC

还有那个 PGA900 压力传感器

那如果接下来大家有任何问题的话

都可以跟我们的友商

友商的同事去咨询

也可以直接找到 TI 本土的

我们的技术团队和销售支持来进行咨询