ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT USCONTACT
ETNdigi-superbanner
2026  # megabox

IN FOCUS

3D-piirit pakottavat suunnittelun huomioimaan lämmön, tehon ja mekaniikan

3D-IC-arkkitehtuureihin siirtyville suunnittelutiimeille suorituskyvyn ja luotettavuuden jatkuva parantaminen tuo mukanaan tuttuja mutta yhä monimutkaisempia haasteita: miten hallitaan tehonkulutusta, poistetaan lämpöä ja otetaan huomioon erilaisten fysikaalisten ilmiöiden monimutkainen vuorovaikutus pinotuissa rakenteissa?

Lue lisää...

ETNtv

 
ECF25 videos
  • Jaakko Ala-Paavola, Etteplan
  • Aku Wilenius, CN Rood
  • Tiitus Aho, Tria Technologies
  • Joe Hill, Digi International
  • Timo Poikonen, congatec
  • ECF25 panel
ECF24 videos
  • Timo Poikonen, congatec
  • Petri Sutela, Testhouse Nordic
  • Tomi Engdahl, CVG Convergens
  • Henrik Petersen, Adlink Technology
  • Dan Still , CSC
  • Aleksi Kallio, CSC
  • Antti Tolvanen, Etteplan
ECF23 videos
  • Milan Piskla & David Gustafik, Ciklum
  • Jarno Ahlström, Check Point Software
  • Tiitus Aho, Avnet Embedded
  • Hans Andersson, Acal BFi
  • Pasi Suhonen, Rohde & Schwarz
  • Joachim Preissner, Analog Devices
ECF22 videos
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Timo Poikonen, congatec
  • Kimmo Järvinen, Xiphera
  • Sigurd Hellesvik, Nordic Semiconductor
  • Hans Andersson, Acal BFi
  • Andrea J. Beuter, Real-Time Systems
  • Ronald Singh, Digi International
  • Pertti Jalasvirta, CyberWatch Finland
ECF19 videos
  • Julius Kaluzevicius, Rutronik.com
  • Carsten Kindler, Altium
  • Tino Pyssysalo, Qt Company
  • Timo Poikonen, congatec
  • Wolfgang Meier, Data-Modul
  • Ronald Singh, Digi International
  • Bobby Vale, Advantech
  • Antti Tolvanen, Etteplan
  • Zach Shelby, Arm VP of Developers
ECF18 videos
  • Jaakko Ala-Paavola, Etteplan CTO
  • Heikki Ailisto, VTT
  • Lauri Koskinen, Minima Processor CTO
  • Tim Jensen, Avnet Integrated
  • Antti Löytynoja, Mathworks
  • Ilmari Veijola, Siemens

ETN

Sep # TME square
TMSNet  advertisement
ETNdigi
A la carte
AUTOMATION DEVICES EMBEDDED NETWORKS TEST&MEASUREMENT SOFTWARE POWER BUSINESS NEW PRODUCTS
ADVERTISE SUBSCRIBE TECHNICAL ARTICLES EVENTS ETNdigi ABOUT US CONTACT
Share on Facebook Share on Twitter Share on LinkedIn

TECHNICAL ARTICLES

Säilytä yksityisyys sisätilapaikannuksessa

Tietoja
Kirjoittanut Veijo Ojanperä
Julkaistu: 16.05.2024
  • Devices
  • Embedded

Yksi modernin teknologian sovellusten suurista trendeistä on koneet, jotka vaativat ympäristön tuntemista. Tämä voidaan tehdä kamera-antureilla, mutta niiden yksityisyyden säilyttäminen huolestuttaa monia. Suunnittelijat pohtivat vaihtoehtoisia tekniikoita, kuten millimetrialueen tutkaa.

Kirjoittaja Mark Patrick, Mouser Electronics

Käyttötapauksoa on paljon, ja ne kattavat kaiken autoteollisuudesta teollisuuteen, ja kuluttajakäyttöön. On selvää, että liikkuvien laitteiden (droonit, autot, automatisoidut ohjatut ajoneuvot, kotirobotit vain muutamia mainitakseni) on kyettävä havaitsemaan esteet ja muut ajoneuvot ja reagoimaan niihin, kun taas staattisten esineiden on oltava tietoisia lähellä olevista asioista. Esimerkiksi rakennuksissa käytetään läsnäolotunnistinta energiankäytön hallintaan, ja ajoneuvojen ohjaamoita valvotaan yhä enemmän turvallisuussyistä.

Osa tästä johtuu kestävän kehityksen vaatimuksista. Ihmisten läsnäolon havaitseminen rakennuksessa mahdollistaa valaistuksen ja muiden resurssien käytön vain silloin, kun se on todella välttämätöntä, mikä säästää arvokasta energiaa ja alentaa käyttökustannuksia. Mukavuus on toinen tekijä, joka lisää tarvetta tehtäviin, kuten oven avaamiseen, kun henkilö liikkuu sitä kohti.

Tehtaissa robotteja otetaan yhä enemmän osaksi työvoimaa. Tämä ihmisten ja robottien välinen tiivis yhteistyö tuo mukanaan monia etuja tuotoksissa, mutta aiheuttaa turvallisuusongelmia. Jos robotti (staattinen tai liikkuva) pystyy havaitsemaan lähellä olevia ihmisiä, liikettä voidaan rajoittaa väliaikaisesti ja turvallisuutta voidaan parantaa.

Ajoneuvoissa matkustajien lukumäärän, heidän sijaintinsa ja niiden likimääräisen koon ja painon tunteminen mahdollistaa oikeanlaisten turvatyynyjen laukeamisen sopivalla voimalla. Tämä varmistaa, että laukaisu on hyödyllinen äkillisen pysähdyksen aikana eikä vahingoita matkustajia. Euro NCAP vie ajoneuvon matkustajien valvontaa eteenpäin erityisesti sellaisilla alueilla kuin lasten läsnäolon havaitseminen.

Yksi läsnäolotunnistuksen tärkeimmistä komponenteista on anturi. Yleisiä näiden antureiden takana olevia tekniikoita ovat valon muuntaminen sähköksi (esim. kamera-anturit), passiivinen infrapuna ja mmWave-radiotaajuus.

Alla on ETNdigi-lehdessä ilmestynyt artikkeli kokonaisuudessaan. Lehteä pääsee lukemaan täällä.

 

HOW TO MAINTAIN PRIVACY IN INDOOR TRACKING

One of the major trends in modern technology applications is machines that require awareness of their surroundings. This can be done with image sensors, but there are concerns in how they maintain privacy. Designers are looking to alternative technologies such as mmWave radar.

The use cases are very broad, encompassing everything from automotive to industrial, consumer, and more. Clearly, things that move (drones, automobiles, automated guided vehicles, domestic robots, to name just a few) need to be able to detect and react to obstacles and other vehicles, while static objects need to be aware of things in their vicinity. For example, buildings use presence detection to control energy usage, and vehicle cabins are increasingly being monitored for safety reasons.

Some of this is being driven by the desire for sustainability. Detecting the presence of humans in a building allows lighting and other resources to be used only when it is truly necessary, saving valuable energy and reducing operating costs. Convenience is another driver, spurring the need for tasks such as opening a door when a person is moving towards it.

In factories, robots are increasingly being incorporated into the workforce. This close co-operation between humans and robots brings many benefits in output but creates safety concerns. If a robot (static or mobile) can detect humans nearby, then movement can be restricted temporarily and safety can be enhanced.

In vehicles, knowing the number of occupants, where they are, and their approximate size and weight allows for the correct airbags to be deployed with appropriate force. This ensures that the deployment is beneficial during a sudden stop and does not injure the passengers. Euro NCAP1 is pushing vehicle occupant monitoring forward, especially in areas such as detecting the presence of children.

One of the most important components in presence detection is a sensor. Common technologies behind these sensors include converting light to electricity (e.g., image sensors), passive infrared, and mmWave radio band.

THE ISSUE(S) WITH IMAGE SENSORS

With the number of small, high-performance, high-resolution image sensors currently available, this seems to be a natural technology to use to detect obstacles in the environment, including the presence of humans. There are limitations to this technology—primarily the need for line-of-sight vision and the inability to identify a disguised human (e.g., a small child under a blanket in a vehicle)— but from a technical perspective, the performance is more than adequate.

However, the greatest drawback with image sensors lies in the privacy concerns that they generate. For most applications, it is only necessary to detect that a human is present. Image sensors can detect which human is present – and then store that data for all time. So, to meet the need for presence detection and tracking without creating privacy concerns, designers are looking to alternative technologies such as mmWave radar.

LIMITATIONS OF EXISTING SOLUTIONS

For years, passive infrared (PIR) technology has been a popular method of detecting humans for applications such as automated lighting or security alarms. The PIR sensor detects a change in the infrared energy when a human moves into range and if a pre-set threshold is exceeded, the light is switched or alarm activated.

There are a few limitations with PIR technology, including a relatively short range that requires more sensors to be deployed. It struggles to detect humans that stand still or move very slowly and, if PIR is used outdoors, weather can render it almost useless. As it requires a direct line of sight, it is also very obtrusive.

MMWAVE RADAR FOR ACCURATE PRESENCE DETECTION

Although more complex to implement, mmWave radar offers several advantages over PIR. Since it is based on the well-understood Doppler principle, it can detect motion as well as the speed and direction of an object. Also, because it does not require infrared energy, it can detect inanimate objects. The ability to detect speed and direction allows for more intelligent decisions to be made. For example, with mmWave, a door would only open if a person is walking towards it, not walking past it.

Figure 1: Automatic doors can be operated more intelligently with motion and direction detection (Source: Texas Instruments. Redrawn by Mouser Electronics).

The operating distance for mmWave ranges from a few centimetres to hundreds of metres, allowing full coverage with a single sensor in many applications. It can also operate through thin coverings such as plasterboard (drywall), meaning that it can be deployed unobtrusively within buildings.

APPLICATIONS AND DESIGN SUPPORT

In building automation, mmWave technology can enhance convenience and security as well as reduce operating costs through controlling facilities such as lighting, heating and air conditioning based upon the presence of people. Unlike image sensors, as mmWave does not capture video, it has no privacy concerns and can be used in sensitive areas such as toilets or changing areas.

Within the automotive sector, mmWave is proving to be a useful technology for in-cabin presence detection (CPD) within vehicles. Detecting visible humans and estimating their size is well within the capability of the technology and, with this data, airbags can be deployed only where needed and at an appropriate force, thereby ensuring passenger safety.

In-vehicle CPD is increasing in importance and many technologies can detect the presence of a visible child that has been left behind. However, the precision of mmWave technology, for example, even allows the detection of babies left under a blanket by detecting the motion due to breathing and / or the heartbeat.

Texas Instruments' mmWave sensors are used in automotive advanced driver-assistance systems (ADAS) for long- and short-range applications, allowing the vehicle to be aware of its surroundings. The advanced CMOS single-chip sensors reduce design size by combining the RF front-end with a digital signal processor (DSP) and microcontroller (MCU), allowing for the detection of complex urban scenes and other road users.

The technology is also important in industrial applications, where it is used for detecting presence and liquid levels as well as guidance for warehouse robots and.

Figure 2: mmWave technology has multiple applications within the industrial sector (Source: Mouser Electronics).

While the technology may be unfamiliar to some designers, there are several tools available aimed to ease the design process. The MM5D91-00 from Jorjin Technologies Inc. is a presence detection sensor module based upon 60GHz mmWave technology. The convenient device includes one transmit antenna, three receive antennas, and a powerful Arm Cortex-M4F processor system. 

GESTURE RECOGNITION

As is the case with many innovative technologies, mmWave radar is opening up new applications. For example, gesture recognition is replacing physical control panels with virtual human-machine interfaces (HMIs). Here, a person can place a hand in front of the sensor and then move it in pre-defined patterns as an input to the system. Actions are often intuitive with a flat palm indicating ‘stop’ or the rotating of a hand to move a virtual dial, increasing or decreasing a parameter such as volume.

Gesture recognition offers a few benefits, depending on where and how it is used. In automotive applications, safety and convenience are the primary advantages as drivers do not have to find a small button while driving, allowing them to keep their eyes on the road. As there is no contact between the person and the HMI, it is also more hygienic—a benefit in healthcare and catering applications, among others.

With the increasing number of small devices coming onto the market, gesture recognition also helps designers reduce the space taken up by physical HMI buttons and dials. As the device is updated to add additional functionality, new gestures can also be added to keep pace.

The market for this technology is relatively new; Global Market Insights2 estimated that gesture recognition in the automotive sector alone was valued at US$644 million in 2022). The anticipated adoption and value of the technology is recognised by the predicted 18.2% CAGR, which will value the market at US$3.25 billion by 2032.

CONCLUSION

Awareness of surroundings is key in allowing machines to have greater autonomy to move or recognise approaching hazards. While image sensors can be used for this, many people are concerned about the privacy aspects as humans can be identified and tracked.

Alternative technologies, such as mmWave radar, can provide the necessary situational awareness while eliminating privacy issues as they do not record images of faces. In fact, unlike many image sensors, 60GHz mmWave radar can operate over distances of less than 100m and in poor weather conditions, making it a preferred solution for many designers.

 

 


REFERENCES

1 - https://www.euroncap.com/en/vehicle-safety/the-ratings-explained/safety-assist/occupant-status-monitoring/

2 - https://www.gminsights.com/industry-analysis/automotive-gesture-recognition-market

 

 

MORE NEWS

Nigel puristaa 20 tunnin testaustyön 20 minuuttiin

National Instrumentsin nykyään omistavan Emersonin mukaan yhtiön testaukseen erikoistunut Nigel-tekoäly pystyy puristamaan noin 20 tunnin kehitystyön 20 minuuttiin. NI Connect 2026 -tapahtumassa esitelty demo kertoo samalla siitä, mihin testaus- ja mittausalan tekoälytyökalut ovat kehittymässä: yleisistä koodiavustajista kohti itse testausympäristön tuntevia työkaluja.

4G- ja 5G-laitteiden säteilymittaus automatisoituu

Matkapuhelinten ja muiden 4G- ja 5G-laitteiden SAR-säteilymittaukset voidaan nyt automatisoida aiempaa pidemmälle. Microwave Factory on integroinut Rohde & Schwarzin CMX500-radiotesterin Mateos-mittausohjelmistoonsa.

Qualcommin uusin ajaa 30 miljardin parametrin AI-mallia kännykässä

Qualcomm tuo lippulaivapuhelimiin kaksi uutta Snapdragon-järjestelmäpiiriä. Snapdragon 8 Elite Extreme Gen 6:n kiinnostavin uudistus löytyy tekoälystä, sillä piiri pystyy ajamaan paikallisesti yli 30 miljardin parametrin Mixture of Experts -malleja. Qualcomm rakentaa samalla alustaa puhelimessa toimiville henkilökohtaisille AI-agenteille.

Postimerkin kokoinen moduuli paikkaa GPS-signaalin

ETN - Technical articleSatelliittipaikannuksen häirintä voi katkaista paljon muutakin kuin paikkatiedon. VIAVIn uusi µPNT GDO-1000 pitää kriittisten järjestelmien kellot synkronissa jopa 24 tuntia GNSS-signaalin katoamisen jälkeen. Postimerkin kokoisen moduulin ytimessä on SiTimen MEMS-oskillaattori.

Testaa Arduinon uutta tehokorttia ilmaiseksi

Arduinon uusi VENTUNO Q yhdistää Linuxin, tekoälykiihdytyksen ja erillisen mikro-ohjaimen reaaliaikaiseen ohjaukseen samalla kortilla. Nyt element14 etsii kehittäjiä testaamaan uutuutta. Valitut testaajat saavat sekä kortin että tarvittavat lisävarusteet ilmaiseksi.

Neliömillin piiri korvaa joukon komponentteja

Renesas on tuonut markkinoille vain hieman yli neliömillimetrin kokoisen konfiguroitavan sekasignaalipiirin. Uusi GreenPAK SLG46801 voi korvata useita erillisiä analogia-, ajoitus- ja logiikkakomponentteja esimerkiksi älysormuksissa, kelloissa ja muissa pienissä puettavissa laitteissa.

Audit ajavat itse junaan suomalaisella tekniikalla

Suomalainen Unikie on vienyt autonomisen ajamisen aivan uuteen ympäristöön. Yhtiön tekniikalla autot ajoivat ilman kuljettajaa junavaunuihin Audin Ingolstadtin tehtaalla Saksassa. Unikien mukaan kyseessä oli maailman ensimmäinen henkilöautojen automaattisen junalastauksen demonstraatio.

Donut Labin akku ei perustu litiumiin eikä natriumiin

Donut Labin kohuakun kemiaa on arvuuteltu siitä lähtien, kun yritys esitteli ihmeakkunsa tammikuussa Las Vegasin CES-messuilla. Yhtiö ei vieläkään paljasta, mihin sen akun kemia perustuu, mutta nyt se on vastannut ainakin kahteen yleiseen arvaukseen. Kyse ei näyttäisi olevan litium- eikä natriumakusta.

Hukkalämpö voi pian jäähdyttää prosessorin

Prosessorin tuottama hukkalämpö voisi tulevaisuudessa auttaa jäähdyttämään itse prosessoria. Karlsruhen teknillisen instituutin KIT:n ja japanilaisen Tsukuban yliopiston tutkijat ovat kehittäneet jäähdytysmenetelmän, jossa lämpö korvaa tavallisesti tarvittavan sähköisen toimilaitteen.

Auto kestää pidempään kuin sen 4G-yhteys

Tänään ostettu auto voi olla liikenteessä vielä pitkään sen jälkeen, kun sen käyttämä 4G-verkko on suljettu. Omdian mukaan LTE-verkkojen alasajo voi muodostua autoteollisuudelle paljon suuremmaksi ongelmaksi kuin aikaisemmat 2G- ja 3G-verkkojen sulkemiset.

Infineonin uusi mikro-ohjain varautuu kvanttiaikaan

Infineon on tuonut PSOC Control C3 -mikro-ohjainperheeseensä uuden Performance Line -sarjan, jossa nopea reaaliaikainen ohjaus yhdistyy kvanttiajan tietoturvaan. Piirit on suunnattu muun muassa tekoälypalvelimien teholähteisiin, sähköautojen lataukseen, aurinkosähköjärjestelmiin ja vaativaan moottorinohjaukseen.

Eurooppa sai oman supertietokoneiden prosessorin

Euroopan pitkään kehitetty oma supertietokoneprosessori on valmis ensimmäiseen todelliseen tehtäväänsä. SiPearl on toimittanut ensimmäiset Rhea1-prosessorit Bullille, joka alkaa integroida niitä Euroopan ensimmäiseen exascale-luokan supertietokoneeseen Jupiteriin.

Virtalähde muuttaa sähkökaapista koneen kylkeen

Omron tuo markkinoille S8NR-virtalähdesarjan, joka voidaan asentaa IP67-suojattuna suoraan koneeseen sähkökaapin ulkopuolelle. Samalla virtalähteeseen on tuotu diagnostiikkaa, jolla yksittäisten lähtöjen tilaa ja itse virtalähteen kuntoa voidaan seurata.

Tekoäly kokoaa työmaan kaaoksesta tilannekuvan

Rakennustyömaan olennainen tieto voi olla hajallaan projektipankissa, sähköpostissa, kokousmuistiossa, pikaviestiketjussa tai työnjohtajan muistivihossa. Suomalainen Adicio AI yrittää koota tästä tietomassasta yhteisen tilannekuvan ja päätellä samalla, mitä työmaalla pitäisi tehdä seuraavaksi.

VNA kutistui 470 gramman kenttämittariksi

Pico Technology on tuonut markkinoille kannettavan PicoVNA-R-vektoriverkkoanalysaattorin, joka painaa vain 470 grammaa ja toimii yhdellä USB-C-kaapelilla. 300 kilohertsistä 6 gigahertsiin ulottuva mittalaite on tarkoitettu erityisesti antennien, kaapelien ja passiivikomponenttien mittaamiseen suoraan niiden käyttöpaikalla.

Kamerasta tuli tekoälylasien ongelma

Tekoälylasien myynti kasvaa nyt hurjaa vauhtia, mutta samalla niiden ehkä näkyvimmästä ominaisuudesta on tulossa ongelma. Omdian mukaan tekoälylaseja toimitettiin vuoden ensimmäisellä puoliskolla 4,2 miljoonaa kappaletta, 127 prosenttia enemmän kuin vuotta aiemmin. Yksityisyyshuoli ajaa kuitenkin valmistajia jo kehittämään laseja kokonaan ilman kameraa.

Muistipula pakottaa maksamaan turhista gigatavuista

Sulautettu laite tarvitsee neljä gigatavua flash-muistia, mutta valmistaja ei enää löydä sopivaa 4 gigatavun eMMC-piiriä. Edessä voi olla siirtyminen selvästi suurempaan ja kalliimpaan komponenttiin – ja samalla maksaminen gigatavuista, joita laite ei koskaan tarvitse. Espoolainen Tuxera tarjoaa ongelmaan ohjelmistopohjaista ratkaisua.

Sähköauton laturista tuli uusi hyökkäysreitti sähköverkkoon

Sähköauton latausasema ei ole enää pelkkä pistorasia, vaan verkkoon, pilvipalveluihin ja maksujärjestelmiin kytketty tietokone. Tata Consultancy Servicesin mukaan puutteellisesti suojattu latausinfrastruktuuri voi muodostaa hyökkäysreitin, jonka vaikutukset ulottuvat yksittäisestä latauspisteestä aina sähköverkkoon asti.

Fujitsu haki Euroopan AI-keskuksen johtoon suomalaisen

Fujitsu perustaa Eurooppaan uuden tekoäly-yksikön vauhdittamaan AI:n käyttöä omassa organisaatiossaan. Europe Office of AI -yksikön johtoon nousee suomalainen Mikko Lampinen, joka aloittaa tehtävässä lokakuun alussa.

IGBT7 vie tehotiheyden uudelle tasolle

ETN - Technical articleSeitsemännen sukupolven IGBT-teknologia nostaa tehomoduulien suorituskykyä usealla rintamalla. IGBT7 pienentää häviöitä, kasvattaa virtakapasiteettia ja kestää ylikuormituksessa jopa 175 asteen liitoslämpötilan. Yhdessä matalainduktanssisten koteloiden kanssa tämä mahdollistaa aiempaa suuremman tehotiheyden, paremman hyötysuhteen ja pienemmät järjestelmäkustannukset.

Sep # puffbox mobox till tme native
2026  # mobox för megabox
Sep  # puffbox mobox till square
TMSNet  advertisement

© Elektroniikkalehti

 
 

TECHNICAL ARTICLES

Postimerkin kokoinen moduuli paikkaa GPS-signaalin

ETN - Technical articleSatelliittipaikannuksen häirintä voi katkaista paljon muutakin kuin paikkatiedon. VIAVIn uusi µPNT GDO-1000 pitää kriittisten järjestelmien kellot synkronissa jopa 24 tuntia GNSS-signaalin katoamisen jälkeen. Postimerkin kokoisen moduulin ytimessä on SiTimen MEMS-oskillaattori.

Lue lisää...

OPINION

Googlen jätti-investointi: aika on kypsä uudelle ydinvoimalle

Googlen 13 miljardin euron investointi Suomeen on valtava uutinen. Vielä suurempi uutinen saattaa kuitenkin olla se, mitä investointi kertoo Suomen sähköntarpeesta. Tekoäly tarvitsee sähköä. Paljon sähköä, tasaisesti ja ympäri vuorokauden.

Lue lisää...

 

LATEST NEWS

  • Nigel puristaa 20 tunnin testaustyön 20 minuuttiin
  • 4G- ja 5G-laitteiden säteilymittaus automatisoituu
  • Qualcommin uusin ajaa 30 miljardin parametrin AI-mallia kännykässä
  • Postimerkin kokoinen moduuli paikkaa GPS-signaalin
  • Testaa Arduinon uutta tehokorttia ilmaiseksi

NEW PRODUCTS

  • Neliömillin piiri korvaa joukon komponentteja
  • Virtalähde muuttaa sähkökaapista koneen kylkeen
  • 140 watin USB-C-laturi yltää 96 prosentin hyötysuhteeseen
  • ST vähentää komponentteja kilowattiluokan teholähteistä
  • 80 wattia irti tulitikkuaskin kokoisesta teholähteestä
 
 

Section Tapet