|
來源：Digikey 人工智能（AI）和傳感器的結(jié)合在多個領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用和迅速的發(fā)展，特別是在自動化、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、醫(yī)療、智能城市以及工業(yè)4.0等領(lǐng)域。傳感器的功能是收集環(huán)境中的物理數(shù)據(jù)，例如溫度、壓力、光線、聲音、加速度等，而人工智能則用來分析和處理這些數(shù)據(jù)，從而做出智能決策或自動反應(yīng)。 此外，Edge AI結(jié)合傳感器的應(yīng)用技術(shù)正快速發(fā)展，推動多個領(lǐng)域的創(chuàng)新與進步。像是智能監(jiān)測與預(yù)測維護應(yīng)用、智能城市中的邊緣計算、自動駕駛與ADAS系統(tǒng)、智能醫(yī)療設(shè)備、智能農(nóng)業(yè)、Edge AI加速器與嵌入式平臺等，Edge AI與傳感器的結(jié)合正在推動自動化、智能化的發(fā)展，從工業(yè)到智能城市、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)等各個領(lǐng)域都顯示出廣泛的應(yīng)用潛力。隨著硬件和AI算法的不斷進步，這些應(yīng)用將變得更加智能、高效。 另一方面，傳感器協(xié)助人工智能感知現(xiàn)實世界的數(shù)據(jù)，結(jié)合人工智能的應(yīng)用，傳感器種類非常多樣，不同類型的傳感器提供不同的物理數(shù)據(jù)，而AI則能根據(jù)這些數(shù)據(jù)進行分析、學(xué)習(xí)和決策。可與Edge AI結(jié)合的常見傳感器類型包括圖像傳感器、雷達傳感器、聲學(xué)傳感器、慣性傳感器、壓力與應(yīng)力傳感器、環(huán)境傳感器、生物醫(yī)學(xué)傳感器、激光雷達、紅外傳感器等，搭配傳感器融合與AI技術(shù)，可實現(xiàn)更高效的數(shù)據(jù)分析和決策過程。 視覺傳感器協(xié)助機器學(xué)習(xí)看見這個世界 具有機器學(xué)習(xí)功能的視覺傳感器正在各個領(lǐng)域展現(xiàn)其強大的應(yīng)用潛力，尤其在自動化、工業(yè)檢測、智能城市、醫(yī)療等方面。此類傳感器內(nèi)建AI與機器學(xué)習(xí)能力，這些傳感器內(nèi)嵌機器學(xué)習(xí)模型，可以進行本地數(shù)據(jù)處理與推理。通過在邊緣端實現(xiàn)機器學(xué)習(xí)，傳感器能夠?qū)崟r進行圖像分類、物體識別、行為監(jiān)控等任務(wù)，而不需要將大量數(shù)據(jù)發(fā)送到云。 許多視覺傳感器內(nèi)置硬件加速器，如數(shù)字信號處理器（DSP）、現(xiàn)場可編程邏輯門陣列（FPGA）或?qū)Ｓ蒙窠?jīng)處理單元（NPU），以提升機器學(xué)習(xí)任務(wù)的處理速度，并降低能耗。某些高端視覺傳感器能夠隨著數(shù)據(jù)的增加自我學(xué)習(xí)和更新模型，從而提升精度。例如，在工業(yè)檢測中，傳感器可以持續(xù)學(xué)習(xí)新類型的缺陷特征，優(yōu)化產(chǎn)品檢測效果。 具有機器學(xué)習(xí)功能的視覺傳感器廣泛應(yīng)用于工業(yè)檢測與自動化、智能城市與安防、智能零售、醫(yī)療應(yīng)用、自動駕駛與ADAS系統(tǒng)等領(lǐng)域，通過Edge AI與視覺傳感器的深度結(jié)合，未來具有機器學(xué)習(xí)功能的視覺傳感器將更加依賴Edge AI技術(shù)，減少對云端計算的依賴，提供更低的延遲與更高的數(shù)據(jù)隱私保護。此外，隨著技術(shù)發(fā)展，傳感器將能夠自動進行數(shù)據(jù)標(biāo)注與模型調(diào)整，減少對人工介入的需求，提升應(yīng)用效率。具有機器學(xué)習(xí)功能的視覺傳感器正廣泛應(yīng)用于各種智能應(yīng)用場景，未來在工業(yè)、城市管理、醫(yī)療和零售等領(lǐng)域?qū)⒂懈鄤?chuàng)新與發(fā)展。 AI視覺傳感器具有嵌入式機器學(xué)習(xí)和邊緣計算能力 市面上常見的AI視覺傳感器具有嵌入式機器學(xué)習(xí)和邊緣計算能力，廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。以下是幾款常見的AI視覺傳感器： 1. NVIDIA Jetson系列 NVIDIA Jetson系列板卡集成了GPU（圖形處理單元）和AI加速器，支持強大的機器學(xué)習(xí)計算能力。Jetson Nano、Jetson Xavier NX、Jetson AGX Xavier、Jetson Orin、Jetson TX2等不同等級的版本適合各種應(yīng)用需求，像是自動駕駛、智能城市、機器人、無人機和Edge AI計算等場景。搭配攝像頭，Jetson可以用于物體檢測、行人識別和行為分析等任務(wù)。 NVIDIA Jetson系列具有高效的推理性能，其GPU和Tensor內(nèi)核為AI視覺傳感器提供了強大的計算能力，適合運行高效的視覺處理任務(wù)。結(jié)合Edge AI計算平臺支持實時處理來自多個攝像頭和傳感器的數(shù)據(jù)，減少延遲和對云的依賴，適合需要低延遲、高精度計算的應(yīng)用。 NVIDIA Jetson系列具有豐富的開發(fā)生態(tài)，提供JetPack SDK，包含了深度學(xué)習(xí)、計算機視覺、GPU加速等開發(fā)工具，讓開發(fā)者可以快速開發(fā)和部署AI視覺應(yīng)用。NVIDIA Jetson系列的平臺適合多種AI視覺應(yīng)用場景，從簡單的物體檢測到復(fù)雜的多個攝像頭分析，具有強大的計算能力與靈活性。 請參考以下的連結(jié)以獲取更多關(guān)于NVIDIA Jetson系列的信息：NVIDIA Jetson系列 2. Intel RealSense D400系列 Intel RealSense D400系列是一系列帶有深度傳感功能的視覺傳感器，結(jié)合機器學(xué)習(xí)技術(shù)，能夠?qū)崟r處理深度圖像數(shù)據(jù)。D415、D435、D455等型號配有紅外攝像頭和立體視覺技術(shù)，支持3D深度檢測，主要應(yīng)用于機器人導(dǎo)航、工業(yè)自動化、虛擬現(xiàn)實、物體追蹤和人體姿勢分析等場景，它們能夠?qū)崟r進行3D重建和深度感知。 Intel RealSense D400系列基于雙目立體視覺技術(shù)，利用兩個攝像頭進行三角測量來生成高精度的深度圖。這種技術(shù)使得傳感器能夠感知物體的形狀和距離，從而實現(xiàn)3D重建和物體識別。該系列配備專用的Intel D4處理芯片，專門用于實時計算深度數(shù)據(jù)。D400系列在光線變化和不同環(huán)境條件下表現(xiàn)優(yōu)秀，能夠在明亮或黑暗環(huán)境中穩(wěn)定工作。尤其是在較遠距離（如9米以上）也能提供精確的深度數(shù)據(jù)。這些傳感器設(shè)計時考慮到了嵌入式應(yīng)用和Edge AI應(yīng)用，具有低功耗特性，適合長時間運行。 Intel RealSense D400系列在深度傳感技術(shù)領(lǐng)域占有重要地位，未來隨著機器學(xué)習(xí)和AI技術(shù)的進一步發(fā)展，這些深度傳感器將能夠在邊緣端運行更復(fù)雜的AI模型，進一步提升實時感知與分析能力。 請參考以下的連結(jié)以獲取更多關(guān)于Intel RealSense D400系列的信息： 相機模塊產(chǎn)品 視頻處理產(chǎn)品 3. Luxonis OAK-D系列 Luxonis OAK-D系列是基于Myriad X VPU（視覺處理單元）的AI攝像頭，支持嵌入式深度學(xué)習(xí)模型和Edge AI處理能力。它配備了雙目立體攝像頭，并內(nèi)置AI加速器，可以進行物體檢測、追蹤等任務(wù)，適合用于自主導(dǎo)航、工業(yè)機械人、智能監(jiān)控等場景，提供實時3D深度感知和AI推理功能，這些功能使其能夠應(yīng)對各種復(fù)雜的視覺任務(wù)，并支持邊緣端的實時計算和應(yīng)用。 Luxonis OAK-D系列集成了計算機視覺和深度傳感技術(shù)，專為嵌入式應(yīng)用場景設(shè)計。OAK-D系列強調(diào)在邊緣運行高效的AI推理，能夠在攝像頭內(nèi)部實時處理圖像數(shù)據(jù)，集成了AI加速器、立體視覺和深度傳感、RGB攝像頭，并具有開源支持，可提供基于OpenCV和DepthAI工具，為開發(fā)者提供了靈活的編程環(huán)境，能夠快速開發(fā)、測試和部署各種AI應(yīng)用。 OAK-D系列包括OAK-D、OAK-D Pro、OAK-D Lite等不同等級的版本，可執(zhí)行實時AI推理、3D深度感知與環(huán)境感知、邊緣計算，Luxonis OAK-D系列憑借其內(nèi)置的AI加速器、先進的深度感知技術(shù)以及開放式的開發(fā)平臺，成為許多嵌入式AI應(yīng)用的理想選擇。 請參考以下的連結(jié)以獲取更多關(guān)于Luxonis OAK-D系列的信息： Luxonis OAK-D系列 SEN-19040 4. Himax WiseEye系列 Himax WiseEye系列的AI視覺傳感器專為低功耗應(yīng)用設(shè)計，內(nèi)置AI模型支持面部識別、手勢識別和物體檢測等功能，并且消耗極低的電能，適合電池供電的設(shè)備，主要用于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、智能家庭、門禁系統(tǒng)和便攜設(shè)備。 Himax WiseEye系列采用低功耗設(shè)計，集成AI功能與高效率的圖像傳感技術(shù)，以及智能功率消耗管理技術(shù)。WiseEye系列包括WiseEye 2.0、WiseEye WE-I Plus兩個版本，其最顯著的優(yōu)勢是能夠在極低功耗的情況下執(zhí)行復(fù)雜的AI任務(wù)，這對于需要長期監(jiān)控的IoT設(shè)備來說至關(guān)重要。WiseEye系列并支持實時AI推理，支持邊緣計算，能夠在設(shè)備本身進行AI推理，避免了數(shù)據(jù)傳輸延遲，適合需要實時響應(yīng)的應(yīng)用場景。WiseEye系列支持多種應(yīng)用場景，并且具備靈活的硬件接口和開放的軟件環(huán)境，開發(fā)者可以根據(jù)具體需求進行調(diào)整和擴展。 隨著IoT和智能設(shè)備的持續(xù)普及，Himax WiseEye系列具備極大的市場潛力。隨著AI模型的進一步優(yōu)化和硬件性能的提升，WiseEye系列將能夠在更廣泛的應(yīng)用場景中提供實時、精確的AI推理和行為識別，提供高效的Edge AI解決方案，其靈活性和擴展性使其成為多功能IoT設(shè)備的重要組成部分。 請參考以下的連結(jié)以獲取更多關(guān)于Himax WiseEye系列的信息：Himax WiseEye系列 5. Sony IMX500系列 Sony IMX500是首款具有內(nèi)建AI處理功能的CMOS圖像傳感器。它將AI處理單元直接嵌入圖像傳感器中，能夠在不依賴外部處理器或云服務(wù)的情況下，實時進行圖像分析和推理，從而大幅降低延遲并保護數(shù)據(jù)隱私，能夠?qū)崟r進行物體識別和場景分析，適用于智慧攝像頭、零售監(jiān)控、自動駕駛和智能城市應(yīng)用，能夠減少數(shù)據(jù)傳輸，提升實時分析能力。 IMX500系列內(nèi)部集成了Sony的DSP和NPU，專為執(zhí)行AI推理和圖像處理任務(wù)而設(shè)計，這使得傳感器可以直接在設(shè)備內(nèi)部進行物體檢測、識別、分類等任務(wù)，無需傳輸大規(guī)模數(shù)據(jù)到中央處理器或云，從而節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬并提升處理效率。 IMX500系列傳感器內(nèi)建的AI處理單元能夠在本地完成實時推理，降低了對外部處理資源的依賴，并提高了數(shù)據(jù)安全性，因為圖像數(shù)據(jù)可以僅保留在本地。除了AI推理，IMX500系列仍保持了Sony傳統(tǒng)的高效圖像處理技術(shù)，能夠捕捉到高質(zhì)量圖像，特別是在低光和高對比度度環(huán)境下也能保持出色的表現(xiàn)，并支持多種深度學(xué)習(xí)框架和AI模型，允許開發(fā)者針對具體應(yīng)用進行模型優(yōu)化，滿足不同場景的需求。 請參考以下的連結(jié)以獲取更多關(guān)于Sony IMX500系列的信息：SC1174 6. Useful Sensors的Person Sensor Useful Sensors的Person Sensor是一款專為個人識別和感知設(shè)計的小型、低功耗AI視覺傳感器。這款傳感器旨在實現(xiàn)輕量級的Edge AI計算，能夠檢測人臉、進行基本的面部識別和跟蹤，并且適合各類嵌入式系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。Person Sensor具有高效、低功耗、隨插即用的優(yōu)點，適合各種應(yīng)用場景，如安防、自動化控制和智能設(shè)備，但由于其功能相對簡單，主要適合輕量級的AI視覺應(yīng)用。 Person Sensor具備AI感知功能，能進行人臉檢測與面部識別，并能執(zhí)行本地AI推理，具有實時反應(yīng)能力，避免了將數(shù)據(jù)上傳到云進行處理的延遲和隱私風(fēng)險，并內(nèi)建AI模型，專為人臉檢測和識別優(yōu)化，開發(fā)者無需進行復(fù)雜的模型訓(xùn)練，便可以直接部署這些功能。 Person Sensor還具有低功耗、易于集成、隨插即用等特色，讓開發(fā)者無需進行復(fù)雜的配置或編程，便可立即開始使用AI驅(qū)動的人臉檢測和識別功能。不過，Person Sensor的功能較為基礎(chǔ)，專注于人臉檢測與基本的面部識別，無法處理更復(fù)雜的計算機視覺任務(wù)，且由于是簡化的視覺傳感器，其檢測距離和視野范圍有限，不適合大范圍的場景應(yīng)用。 請參考以下的連結(jié)以獲取更多關(guān)于Useful Sensors的Person Sensor的信息：SEN-21231 7. OpenMV Cam H7 Plus OpenMV Cam H7 Plus是一款低成本的AI視覺傳感器，適合開發(fā)者進行嵌入式機器視覺應(yīng)用開發(fā)。配備了基于ARM Cortex-M7的微控制器，支持TensorFlow Lite等框架進行機器學(xué)習(xí)模型推理，常見于教育、物聯(lián)網(wǎng)、機器人和DIY項目，主要用于物體識別、顏色跟蹤、光學(xué)字符識別等基本視覺任務(wù)。 OpenMV Cam H7 Plus搭配的攝像頭模塊基于微控制器，結(jié)合了強大的圖像處理和深度學(xué)習(xí)能力，能夠在本地運行基本的機器視覺任務(wù)，這款攝像頭模塊搭載了480 MHz的STM32H743 ARM Cortex-M7微控制器，具備強大的計算能力，適合Edge AI應(yīng)用。它支持運行復(fù)雜的機器學(xué)習(xí)模型，如卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN），進行實時視覺處理任務(wù)。 OpenMV Cam H7 Plus結(jié)合了MicroPython支持與擴展接口，便于與其他傳感器、微控制器或設(shè)備進行集成，從而建構(gòu)復(fù)雜的IoT應(yīng)用系統(tǒng)。OpenMV Cam H7 Plus并提供了優(yōu)秀的功能集，適合希望在低成本下開發(fā)機器視覺應(yīng)用的開發(fā)者和教育者，具有強大的擴展性與實時AI計算能力，但其計算性能有限，分辨率與圖像質(zhì)量較低，對于需要極高畫質(zhì)的應(yīng)用可能有所限制，盡管其計算能力有限，但對于需要運行基本AI任務(wù)的應(yīng)用來說，這款模塊是一個出色的選擇。 請參考以下的連結(jié)以獲取更多關(guān)于OpenMV Cam H7 Plus的信息： SEN-16989 DFR0833 8. Nicia Vision Nicia Vision是一款專為嵌入式應(yīng)用設(shè)計的高效AI視覺傳感器，旨在提供實時的物體檢測、分類和跟蹤等計算機視覺功能。該傳感器結(jié)合了先進的AI推理能力和低功耗特性，特別適合邊緣計算環(huán)境下的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、智能家庭、自動化系統(tǒng)和工業(yè)應(yīng)用。 Nicia Vision支持AI加速處理，內(nèi)置AI推理引擎，可執(zhí)行高效邊緣計算，進行實時物體檢測與跟蹤，以及深度學(xué)習(xí)支持，采用低功耗設(shè)計，適合IoT與邊緣設(shè)備等電池供電的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，以及需要長期運行的智能設(shè)備，這使得它特別適用于智能家庭和其他嵌入式應(yīng)用。 Nicia Vision支持本地化AI計算，具備低功耗與高效，支持多功能性等多種類型的視覺任務(wù)，從物體識別到場景分析，應(yīng)用場景廣泛。不過其適用范圍有限，與更高端的AI平臺相比，Nicia Vision的處理能力有限，主要適用于輕量級的視覺任務(wù)，可能無法勝任更復(fù)雜的深度學(xué)習(xí)應(yīng)用，且需要定制模型，需要開發(fā)者有一定的深度學(xué)習(xí)知識來設(shè)計和優(yōu)化模型，對于初學(xué)者而言可能具有一定的學(xué)習(xí)曲線。 請參考以下的連結(jié)以獲取更多關(guān)于Nicia Vision的信息：ABX00051 傳感器融合可更高效率實現(xiàn)人工智能的數(shù)據(jù)分析和決策過程 傳感器融合（Sensor Fusion）指的是將來自多個不同類型傳感器的數(shù)據(jù)集成，從而提升感知的精度和可靠性。在人工智能的應(yīng)用中，傳感器融合與AI技術(shù)的結(jié)合，實現(xiàn)了更高效的數(shù)據(jù)分析和決策過程。這種技術(shù)應(yīng)用的關(guān)聯(lián)性和發(fā)展體現(xiàn)了多個領(lǐng)域的進步，從自動駕駛到智能城市，傳感器融合和AI正變得越來越不可分割。 傳感器融合可增強數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性，這是因為傳感器各自有其特定的優(yōu)勢和局限性。例如，圖像傳感器在可見光充足的情況下能提供高精度的畫面，但在光線不足的條件下效果不佳；而雷達傳感器則可以穿透霧、雨等環(huán)境影響，因此將這些傳感器的數(shù)據(jù)融合可以補償單一傳感器的不足。AI算法可以處理和集成這些多來源的數(shù)據(jù)，從而提供更加可靠和準(zhǔn)確的結(jié)果。 此外，傳感器融合可實現(xiàn)多維數(shù)據(jù)感知，因為不同類型傳感器能夠感知多維信息，例如：圖像傳感器提供可見光圖像，聲學(xué)傳感器提供聲音數(shù)據(jù)，紅外傳感器提供熱輻射信息。通過融合多個傳感器的數(shù)據(jù)，AI可以獲得更豐富的環(huán)境感知，并進行更精確的分析。例如在自動駕駛中，將攝像頭、雷達和LiDAR（激光雷達）的數(shù)據(jù)融合，可以幫助車輛在復(fù)雜環(huán)境中進行精確定位和避障。 傳感器融合也可提升決策與反應(yīng)速度，AI通過傳感器融合獲取的多維數(shù)據(jù)，可以在短時間內(nèi)進行綜合分析，提供更快的反應(yīng)速度。例如，在醫(yī)療領(lǐng)域中，結(jié)合生物醫(yī)學(xué)傳感器（如心率、血氧、血壓）和環(huán)境傳感器的數(shù)據(jù)，AI可以對患者健康狀況進行快速評估并作出實時反應(yīng)，進行早期預(yù)警。 另一方面，傳感器融合加上AI技術(shù)的進步，可以支持更多智能應(yīng)用，如智能家庭、智能交通和智能城市。例如，將壓力與應(yīng)力傳感器與圖像、環(huán)境傳感器的數(shù)據(jù)融合，可以自動識別物體形狀、大小和環(huán)境變化，從而提高智能機器人或自動化系統(tǒng)的應(yīng)對能力。 傳感器融合對AI應(yīng)用的發(fā)展有趨動的作用，可以加速自動駕駛、醫(yī)療與健康監(jiān)測、智能城市與環(huán)境監(jiān)控、工業(yè)4.0與智能制造、智能機器人的發(fā)展。不過，傳感器融合也面對著數(shù)據(jù)同步與處理復(fù)雜性、算法優(yōu)化、低功耗設(shè)計等挑戰(zhàn)。未來，傳感器融合和AI的發(fā)展將使得設(shè)備具備更強的自主性和智能性，推動各行業(yè)的技術(shù)革新。隨著邊緣計算的興起，傳感器數(shù)據(jù)的本地處理與AI技術(shù)的結(jié)合將進一步提升實時分析能力，實現(xiàn)更多實時應(yīng)用。 
結(jié)語 結(jié)合AI的傳感器技術(shù)發(fā)展迅速，這些傳感器不僅能收集數(shù)據(jù)，還能通過AI實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時處理、分析和預(yù)測，從而提升各行業(yè)的自動化和智能化水平。未來，隨著邊緣計算、5G網(wǎng)絡(luò)及AI算法的進一步進步，傳感器與AI的結(jié)合將在更多領(lǐng)域中發(fā)揮更大的作用。 傳感器融合與AI技術(shù)的結(jié)合是促進智能化應(yīng)用的重要趨勢，通過將不同類型傳感器的數(shù)據(jù)融合，AI系統(tǒng)可以獲取更加準(zhǔn)確和豐富的信息，進而做出更有效的決策。這一個技術(shù)在自動駕駛、醫(yī)療、智能城市、工業(yè)自動化等領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊，并將繼續(xù)推動智能科技的進步。 此外，您還可以參考我們另一篇針對人工智能和機器學(xué)習(xí)以及Edge AI的概念與應(yīng)用的介紹，還有一篇關(guān)于嵌入式機器學(xué)習(xí)的應(yīng)用特性與軟件開發(fā)環(huán)境的文章，以及Edge AI與機器學(xué)習(xí)的硬件類型與開發(fā)工具套件的介紹，可讓您更全面地了解人工智能應(yīng)用的發(fā)展。您也可以到以下的DigiKey網(wǎng)頁來進一步了解與Edge AI相關(guān)的專業(yè)技術(shù)與解決方案： https://www.digikey.cn/zh/applic ... ai-machine-learning。 |
