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物聯(lián)網(wǎng)中的傳感器融合和遠程情感計算(一)

作者: 時間:2013-09-28 來源:網(wǎng)絡 收藏

摘要

  技術時代已經(jīng)到來。現(xiàn)在,很難見到不使用為用戶創(chuàng)造新體驗的電子消費產(chǎn)品。正在經(jīng)歷復興,這是由于微機電系統(tǒng) (MEMS) 技術價格降低了,尺寸也縮小了,因此又推動了傳感器在新應用的使用,并為傳感器市場營造了新機遇。

  1. 引言

  傳感器現(xiàn)在用于各種應用中,如智能移動設備、汽車系統(tǒng)、工業(yè)控制、醫(yī)療保健、石油勘探和氣候監(jiān)測。傳感器無處不在,現(xiàn)在傳感器技術已開始密切模仿終極感知設備,即人類。傳感器融合使這成為可能,該技術利用微控制器(“大腦”)將從多個傳感器采集的各個數(shù)據(jù)融合在一起,獲得的數(shù)據(jù)視圖比單獨使用各個離散傳感器獲得的視圖更準確、更可靠。使用傳感器融合整體采集的數(shù)據(jù)遠遠大于各傳感器獨立采集的數(shù)據(jù)之和。

  傳感器融合支持環(huán)境感知,這對(IoT)來說蘊藏著巨大潛力。傳感器融合針對遠程(情感感測和處理)的演進在未來還可能產(chǎn)生激動人心的新應用,包括智能醫(yī)療。然而,這些功能也帶來了 監(jiān)管中需要解決的嚴重的隱私問題。隨著傳感器融合和 REC 技術的使用不斷增加,將采集大量的環(huán)境感知數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)結合 對“空中全球神經(jīng)網(wǎng)絡”和基于云的處理資源的訪問,將進一步推動為給定情況提供自定義的環(huán)境感知服務。這些服務可基于單個用戶正在做什么、設備正在做什么、基礎設施正在做什么,大自然正在做什么等環(huán)境,以及所有上述內(nèi)容的各種組合。

  物聯(lián)網(wǎng)中的傳感器融合和遠程情感計算(一)

  圖1 傳感器融合:人體模型

  2. 人類:終極傳感示例

  為了了解傳感器融合如何工作,讓我們看看人體內(nèi)感知的工作方式。一個人在許多方面體驗外部世界。視覺、聽覺、化學感覺(嗅覺和味覺)和表面感覺(觸覺)都提供關于一個人周圍環(huán)境的感官信息,這些信息通過外周神經(jīng)系統(tǒng) (PNS) 傳遞給大腦。然后大腦決定如何響應一個給定的情況或體驗。

  PNS 對它傳輸?shù)男畔⒉恢贫◤碗s的決策;這些決策由大腦制定。對感覺輸入,大腦的反應是發(fā)送運動信息,這是人類對輸入的響應。例如,一個行人看到一輛汽車向他開過來,他的大腦告訴他的肌肉以更快的速度走到路的另一邊,避免發(fā)生事故。人還接收來自他們內(nèi)臟器官的信息,其中一些信息非常明顯,如胃疼。還有其他類型的體內(nèi)信息是人無法感知的,如血壓,這些信息用于調(diào)節(jié)人體的內(nèi)部環(huán)境。

物聯(lián)網(wǎng)中的傳感器融合和遠程情感計算(一)  

  圖2 計步器案例分析

  大腦是最終的決策者。然而,如果沒有外周神經(jīng)系統(tǒng)帶來感知信息并發(fā)出運動信息,人將無法行走、說話或我們經(jīng)常認為理所當然的許多其他功能。大腦經(jīng)常使用數(shù)個感官輸入源驗證事件,并完善非“完整性”信息,從而做出決策。例如,人可能看不到汽車引擎蓋下的火焰,但橡膠燃燒的氣味和儀表盤散發(fā)的熱量將告訴大腦需要離開這輛汽車,因為引擎起火了。在這種情況下,使大腦做出反應的信息大于獨立感官輸入之和。

  在技術世界,傳感器融合發(fā)揮的作用與此相似。傳感器融合將來自多個傳感器的輸入整合在一起,提供更準確、更可靠的傳感,能夠產(chǎn)生更高水平的認知,并提供新的應對措施。各個傳感器都有固有的局限性,可能產(chǎn)生錯誤,但這些錯誤可以由補充傳感節(jié)點進行糾正或進行補充。例如,陀螺儀會隨著時間的推移而產(chǎn)生偏移,可以使用配備的加速計來補償這些偏移。因此,(來自多個傳感器的)融合的傳感器信息比單獨的傳感器數(shù)據(jù)更準確、更可靠。

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關鍵詞: 物聯(lián)網(wǎng) 傳感器 情感計算

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