传感器被列为十大科技之首,它究竟有什么特别之处?
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谁能知道,中国需要发展的科技有哪些?是开发芯片,还是普及5G?或者你想到的皆有,但无论是哪项技术,都离不开一个被人忽略的设备:传感器。
很多人不理解,为何小小的传感器这么厉害,在日本,传感器被列为过十大科技之首,而在工商界更是传出一句话:谁支配了传感器,谁就能支配了新时代。
如果你还不相信,单单看中、美、德等部分国家,已将传感器作为了未来重大科技项目,投入大量的研发人员,试图从传感器上抢先一步进行突破,从这一点看,就足以证明传感器的重要程度。
传感器是什么?
但对于正在看文章的小伙伴来讲,甚至不知道传感器到底是什么,它的作用又是什么,对于很多人都极为陌生的一件装备,又有什么能力可以改变世界。
首先,对于传感器,我们可以先从它名字的字面意思进行理解,将传感器三个字拆开来讲,就是感应和转化的设备,他可以感受到来自外界的各种信息,包括温度,湿度,光线,风速,声音等,然后经过自身转换,将收集到的讯息转化为一种电信号,(电流、电压),有了传感器,我们生产出来的机器才能够实现智能化。
传感器单独听或许觉得十分陌生,但它确实无时无刻不在我们的身边,方便我们的生活,比如我们平时时刻用的手机,它有特别多的功能,这些功能就是通过传感器来实现的。在我们平时拍照的时候,镜头先捕捉到外界的光线,然后传递给传感器,传感器检测到之后,立刻将其转化为电信号,经过一系列的操作,就会形成完整的图像,也就是我们平时所看到的照片。这就是图像传感器,它是手机可以拍出好看照片的核心。
在我们的生活中,像小小的指南针,以及发烧时候使用的温度计,都是利用了传感器的原理。这些东西看似微不足道,但是已经在逐渐改变了世界。传感器还被应用到了最关键的军事领域,是提升国防实力的重要技术。
关于传感器这一技术的发展,从古时候就有了,后来经历过了第一代、第二代、第三代传感器的发展,演变到了如今的传感器技术大爆炸的现象。关于传感器技术到底是什么,让我们大家一起往下看,会对传感器技术进行详细的介绍。
传感器其实古代就有了,它就是我国古代的四大发明之一指南针。指南针在古代是时候被叫做司南,它可以感应地球的磁场,然后进行地理位置方向的定位。
指南针的发明可以说是改变了世界,它后来入了欧洲,迎来了欧洲大航海时代,加快了世界的经济、政治和文化的融合。后来在东汉朝代的科学家张衡还发明了地动仪,它能够感应到地震发生的方位,哪个方位有地震,该方向龙口所含龙珠即落入蟾蜍口中。
根据史料记载,这个地动仪的确能够准确地预测地震发生的方位,这也称得上是一个感应器。传感器从古代到现代,经历了大致三代的进化。
随着高科技时代的来临,集成传感器将和科技进行结合,发明出来了第三代智能传感器,那就是智能传感器。
智能传感器相比上一代传感器,有了一个微型的处理机,能够进行自己的处理,将信息进行高精度的采集、多软件快速处理和高效率进行转换。智能传感器可以说是真正地实现了万物互联,具有非常优秀的人工智能技术,能够提高传感器的精度和可靠性,实现了传感器的多功能化。
除此之外,它也大幅地降低了传感的人工成本,具有一定的编程自动化能力和通信诊断能力,运用在医疗设备、交通出行、生物实验等领域。
自动驾驶汽车在三维物理世界中运行,必然要求对物理世界进行更加深刻的三维理解。当前的高级别辅助驾驶在道路上不断出现各种各样的事故,这些事故的发生很大程度上是由于没有识别到未被样本库所覆盖的异形、非标等物体,比如一辆拉着一棵树的货车等,而这些corner case是无法被穷尽的。对于行车环境的实时稠密3D建模不仅可以识别异形和非标等物体,还能判断路面坑洼与起伏,这无疑将大大提升自动驾驶的安全级别。当前自动驾驶的3D环境感知,主要依赖激光雷达等主动投射测量装置,但其在分辨率上远低于Camera,也不具备颜色信息。随着深度学习的发展,单目深度估计、双目立体视觉、SFM、MVS等问题已经可以被深度神经网络所建模,从而可以基于多目视觉通过AI的方法实时生成3D点云,其视觉点云天然与图像对齐,并且其分辨率也能达到图像分辨率的级别。因此,如何通过多目视觉实现高分辨率的实时稠密3D建模,即视觉雷达,是另外一个要解决的关键性问题。
视觉传感器的信息承载量极高,目前远未被充分挖掘,但无论2D图像成像还是实时稠密3D建模都需要强有力的算法和算力进行支撑,这需要算法和算力进行协同设计。视觉传感器+算力+算法的传感器计算模式,将更加本质的推动解决自动驾驶当前面临的关键问题,即从2D和3D层面对物理世界进行事无巨细的感知与理解。