ستارة ضوء الرادار ثلاثية الأبعاد

يجمع البحث بين التكنولوجيا المختبرة لهذا النظام "الذكي".

بواسطة مات ديفيز

كانت الستائر الخفيفة التي تعمل بالأشعة تحت الحمراء (IR) هي الطريقة المقبولة لحماية الركاب من إغلاق أبواب المصعد منذ التسعينيات. ومع ذلك ، على مدى السنوات الخمس الماضية ، كان هناك العديد من المعارض التجارية بتقنية جديدة ومثيرة تهدف إلى جعل تقنية الستائر الخفيفة عفا عليها الزمن. في الآونة الأخيرة ، يتطلب تحديث ASME 1990-17.1 الكشف ليس فقط عن المنطقة الواقعة بين الأبواب المغلقة ، ولكن أيضًا عن الركاب الذين يقتربون عند الهبوط. ومع ذلك ، على الرغم من هذه الإعلانات الجريئة في السوق ، يبدو أن القليل قد تغير. تسعى هذه المقالة إلى فصل الحقائق عن المبالغة وبالتالي وضع توقعات واقعية لما يمكن توقعه خلال السنوات القادمة.

تعتبر تقنية الستائر الضوئية الحالية بالأشعة تحت الحمراء بسيطة نسبيًا من الناحية المفاهيمية. تنبض موجات ضوء الأشعة تحت الحمراء عبر سلسلة من الثنائيات التي تمتد على ارتفاع الباب. في الجانب الآخر من فتحة الباب ، تبحث كاشفات الأشعة تحت الحمراء التي تعمل على ارتفاع الباب للكشف عن موجات ضوء الأشعة تحت الحمراء هذه. يعني انقطاع الإشارة أن هناك شيئًا ما يعيق مرور هذه الموجات. يولد هذا النظام الإشارة الخاصة به ، وبذلك يكون متحكمًا بشكل كامل في الترددات والتوقيت المستخدم. هذه الحقيقة ، جنبًا إلى جنب مع اكتشاف الأشياء عن طريق انسداد الإشارة ، بدلاً من الانعكاس ، تجعل ستائر ضوء الأشعة تحت الحمراء موثوقة بطبيعتها.

ومع ذلك ، فإن ستائر ضوء الأشعة تحت الحمراء لها حدودها. أولاً ، حجمها وشكلها يجعلان من الصعب شحنها وتخزينها. ثانيًا (والأكثر صلة الآن من أي وقت مضى بإطلاق رمز ASME 17.1-2019) ، فهي لا توفر عادةً أي استشعار للأشخاص عند الهبوط ، والمعروف باسم "الاكتشاف ثلاثي الأبعاد" في صناعة المصاعد. توفر بعض الستائر الضوئية هذه الميزة ، لكنها تعتمد على انبعاث موجات ضوء الأشعة تحت الحمراء واكتشاف أي موجات ضوئية ناتجة عن الأشعة تحت الحمراء ارتدت من الأجسام (على سبيل المثال ، شخص يقترب) عند الهبوط. للأسف ، لطالما واجه هذا الحل ثلاثي الأبعاد بعض المشكلات المتأصلة: فهو يكتشف فقط الكائنات في منطقة صغيرة نسبيًا ؛ لا يمكن التمييز بين الأشياء المتحركة والثابتة ؛ والأسوأ من ذلك كله ، أنه يتطلب انعكاس ضوء الأشعة تحت الحمراء. وبالتالي ، لا يتم اكتشاف أي أشياء تمتص الضوء (مثل الملابس الصوفية).

قادت الملابس الممتصة للضوء لجنة كود الجمعية الأمريكية للمهندسين الميكانيكيين (ASME) لتحديد الحاجة إلى اكتشاف الأشياء التي تمتص 95٪ من الضوء ضمن متطلباتها الجديدة للكشف ثلاثي الأبعاد. هذا مهم للغاية ، لأنه يعني أن أي نظام كشف ثلاثي الأبعاد يعتمد على انعكاس موجات الضوء سيكافح من أجل تلبية هذا الرمز أو اكتشاف شخص يرتدي ملابس شديدة الامتصاص.

IR Time of Flight (TOF) ، طريقة لقياس المسافة بين جهاز استشعار وكائن بناءً على فارق التوقيت بين انبعاث إشارة (على سبيل المثال ، IR وعودتها إلى المستشعر بعد انعكاسها بواسطة كائن) ، أكثر تقدمًا بكثير من ستارة ضوئية ثلاثية الأبعاد. في النهاية ، ومع ذلك ، فإنه يتعارض مع نفس المشكلات - أي أنه إذا تم امتصاص موجات ضوء الأشعة تحت الحمراء التي تنبعث منها ، بدلاً من انعكاسها ، يكاد يكون من المستحيل إعطاء إشارة اكتشاف موثوقة. علاوة على ذلك ، فإنه يحتوي على مجموعة متنوعة من القيود في الكشف الموثوق به عن جسم صغير نسبيًا (مثل اليد) مضغوط مقابل الحافة الأمامية لباب الإغلاق.

التكنولوجيا الأخرى التي تمت مناقشتها بشكل كبير هي استخدام الكاميرا (الكاميرات) لمراقبة مدخل السيارة. ومع ذلك ، إذا تم استخدام كاميرا واحدة فقط ، فلن يكون هناك إدراك للعمق. يصبح التمييز بين الظل أو الحذاء الأسود الذي يتجاوز العتبة مسألة ذكاء اصطناعي عميق (AI) ومعالجة عالية المستوى. قد يكون من الممكن ، مع قوة حاسوبية كافية ، إعطاء نتائج موثوقة. ومع ذلك ، كما وجد مصنعو السيارات المستقلة وآخرون ، فإن مستشعر الكاميرا الواحدة ليس حلاً واقعيًا. كاميرا واحدة جيدة في استشعار الأنماط المتغيرة. وبهذه الطريقة ، يمكن أن يوفر تتبعًا جيدًا للأشياء ، وبذلك ، من خلال المعالجة المناسبة ، يوفر اكتشافًا ثلاثي الأبعاد فعالًا نسبيًا حيث تكون الدقة بنسبة 3 ٪ مقبولة. هذا على عكس وظيفة الأمان الأساسية ثنائية الأبعاد ، حيث تكون الدقة بنسبة 99٪ (حتى بالنسبة للأجسام الثابتة) مطلوبة.

بالطبع ، ستظل هذه الأنظمة تكافح مع الظلال وللحفاظ على وظيفتها خلال فترات ظروف الإضاءة المنخفضة (على سبيل المثال ، فشل الإضاءة) ، ما لم يكن لديهم مصدر الضوء الخاص بهم. لكي يعمل حل الكاميرا بشكل موثوق ، فإنه يحتاج إلى مصدر الضوء الخاص به ، وكاميرات الاستريو ، وزاوية عرض واسعة ومعالجة كبيرة. هذا ممكن تقنيًا اليوم ، ولكن المنتج الذي يقوم بكل هذا بسعر مقبول في السوق لم يتم إنشاؤه بعد وقد لا يتم إنشاؤه أبدًا.

أظهرت الاختبارات المعملية الخاصة بـ Janus / Avire مدى سهولة هزيمة أنظمة الكاميرا أو TOF عند تعرضها لهدف اختبار ASME 17.1-2019. ومع ذلك ، فإن Smart 3D الخاص بنا يفي بهذا الرمز. يستخدم ستائر الأشعة تحت الحمراء للكشف ثنائي الأبعاد مع تقنية الرادار ثلاثية الأبعاد. باستخدام الرادار ثلاثي الأبعاد ، والذي يتيح اكتشاف الانعكاس الناجم عن المادة (بدلاً من الضوء) ، تم تصميم هذا الحل لتجنب التعقيد وعدم الموثوقية.