【SAAB Sensor Technology】创造感知的传感器
为什么传感器要有感知
视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉......这五种人类感官是我们舒适、安全和生存的关键。然而,这些自有的“传感器”还不足以让我们全天候完全控制当前的复杂世界。所以,大量的人造传感器帮助我们关注周围的事物。
想象一下,如果没有我们的感官依赖,生活将会是多么艰难和危险。我们甚至无法抓住门把手或茶杯,去品尝一块水果是否成熟。更糟糕的是,我们不会闻到遥远的火焰中的烟雾,感受到灼热炉子的热量或听到汽车即将来临......
我们的感觉细胞对物理或化学现象(如声波和有机分子)做出反应,向大脑发送信号,然后对其进行解释。通过这种态势感知,我们可以使用正确的工具来应对日常生活中的挑战和危险。但在当今世界,我们的感官还不够灵活,无法提供我们所需的舒适度和安全性,这就是我们依靠不断增加的传感器来帮助我们管理生活的原因。
什么是传感器,为什么它们如此重要?
传感器是检测和响应来自物理环境输入的设备、模块或子系统。然后将它们的信号转换成数字信息传输给计算机进行处理。
现代汽车具有各种功能,有助于确保安全、舒适的乘坐体验。车载短程雷达系统可以测量前方车辆的距离和速度,并用于自适应巡航控制系统以及沿路的测速摄像头。电磁或超声波传感器可帮助驾驶员在停车时避免碰撞,而迫近传感器则可告知驾驶员与前方车辆的距离(这些也在自动驾驶中起着关键作用)。智能停车的背后也有传感器技术在做支撑,帮助驾驶员找到足够大的位置。自动制动系统甚至可以检测到汽车行驶路线上的物体,如果驾驶员不及时踩下刹车,它就可以让车紧急停下。
速度、安全带、悬架高度和转向角传感器是现代车辆的许多其他功能之一,更不用说用于测量燃料和发动机温度以及耗氧和排放水平的传感器。
传感器的潜在应用几乎无穷无尽。例如,已经有健康监测设备在需要帮助时向护理人员发出警报信号,真正智能的手机将知道你何时在会议中并自动静音。
从人道主义救援到国防、制造、医学、机器人和航空航天,传感器可以应用于生活的各个方面。这就是他们如此有意义的原因。
依靠雷达
除了使用传感器监控周围环境外,人们还需要更广泛地了解周围环境。萨博(Saab)业务开发高级主管Erik Winberg表示:“今天,我们依靠雷达传感器来处理各种事情。”
雷达(RADAR)这个术语最初作为一个缩写被创造出来,代表无线电探测和测距。雷达利用无线电波探测物体,通常可在任何天气条件下都能确定物体的距离、角度和速度。
多年来,雷达一直用于监测和预测影响我们生活的天气系统。它可用于计算云的运动、定位降水、测量其强度并检测其运动,使我们能够计划在阳光明媚的日子前往海滩,并在暴风雨之前采取必要的预防措施。
虽然萨博曾经制造我们在电视天气预报中看到的雷达图片类型,但现在该公司开发了先进的雷达和指挥控制系统,利用网络中的各种雷达来提升态势感知能力。
自第二次世界大战以来,雷达系统一直在使用
“当所有信息结合或融合时,雷达系统的真正优势就变得明显,”Winberg表示,“这是通过将精确的计算机算法应用于数据来完成的,通常是在指挥与控制中心。自第二次世界大战以来,雷达领域的研究一直在进行。“
Winberg将萨博的指挥与控制系统和紧急服务操作系统进行了比较。“操作员将从需要紧急援助的人那里接听999或112号电话,然后向警察、消防、救护车或海岸警卫队服务部门提出要求,并决定是否需要增援。以类似的方式,我们根据民用和国防客户的需求定制我们的指挥与控制系统,带来高度集成的传感器解决方案,实现准确的检测并开展宝贵的情报工作。
为了保护一个国家,无论是夜里、下雨还是暴风雪,都需要在陆地、海洋和空中进行态势感知覆盖。在极端天气条件下,雷达是可靠地检测车辆、火车、船舶和货物的最佳选择。
“这很重要,特别是考虑到联合国对一个国家的定义,”Winberg说。实际上,各国拥有捍卫边界的广泛权力,并有责任保护这些边界内的人民。为了做到这一点,他们需要知道发生了什么。“如果你无法保护自己的边界,那么你就不是一个国家。”
“雷达波在一条相当直的线上移动,这意味着它们只能看到地平线。这就是为什么雷达监视系统被放置在高海拔或空中以覆盖更广的区域。“因此,地面上的大型监视雷达系统可以探测到500公里以外的高空飞机,而海岸线的雷达则可以探测和跟踪40公里以外船只的移动。为了探测远海低空飞行的飞机或船只,机载雷达系统需要从地面看向地平线以外的地方。
犯罪分子不只是在一个域中运作
当前的威胁和罪犯遍布所有领域。监视任务可以从一个域中的监视开始,然后在另一个域中继续。例如:海岸警卫队跟随一艘船,船上会有一架直升机飞往岸边,降落并将货物卸载到卡车上。这就需要适应不同领域的监视手段。
萨博的新型机载监控解决方案“全球眼”(GlobalEye)可以通过在飞机上组合大量先进的传感器和指挥控制系统来监控空中、陆地和海上。它是市场上唯一可以涵盖所有三个领域的系统。
通过GlobalEye,使用者无需引入另一项专用资产来执行任务。最重要的是它提供了灵活性,GlobalEye可以在需要的地方使用。例如,在危机中,监测边界另一侧的地面和空中情况至关重要。尔后,保护航道和进行远程空中监视可能更为重要。它还可用于指挥和控制,例如在地面难以监测的紧急情况下(如飓风)指挥警察和其他机构。
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