隨著城市化的高度發(fā)展,經(jīng)濟型態(tài)集中,,導致人口日益向城市集中,;隨之帶來的便是犯罪率提升,、交通混亂、水資源與空氣污染等問題,;為了解決上述的問題,,全球有許多重要國家中的城市首長,皆欲導入智能城市(Smart City)各項系統(tǒng),;而受惠于物聯(lián)網(wǎng)(IoT)概念的興起,,生活周遭的事物也日趨智能化;時至今日,須智能化的事物不再只局限于個人電子用品 ,,城市中的基礎設施也須開始智能化,,例如監(jiān)控系統(tǒng)。
節(jié)能/偵測范圍廣 芯片商看好雷達應用
大風起于青萍之末,,智能城市的興起帶動了監(jiān)控系統(tǒng)的需求,,也意味著傳感器的重要性也將節(jié)節(jié)上升;舉例來說,,為了提升街道的安全性,,目前已有國際照明大廠于洛杉磯架設的路燈中搭載麥克風功能,英飛凌資深營銷經(jīng)理張文貴(圖一)解釋,,如此一來,,一方面除了可監(jiān)控背景的噪音聲響,以防環(huán)境噪音污染的問題,, 另一方面則可有效監(jiān)控街道中的槍聲或是呼救等安全性問題,。
英飛凌資深營銷經(jīng)理張文貴認為,若是于路燈中搭載麥克風功能,,一方面除了可監(jiān)控背景的噪音聲響,,以防環(huán)境噪音污染的問題,另一方面則可有效監(jiān)控街道中的槍聲或是呼救等安全性問題,。
張文貴認為,,上述所提的照明大廠的構(gòu)思,帶給了芯片商無限的監(jiān)控應用想象,;無論是雷達,、MEMS麥克風、壓力,、環(huán)境,,以及光線傳感器等,都可應用于城市智能監(jiān)控領域中,。
張文貴認為,,以往雷達最大的競爭產(chǎn)品應屬紅外線(IR)傳感器,不過紅外線傳感器所能偵測的面積十分有限,,也十分容易受到溫度高低的干擾,,所以若是在停車場的情境,或是室外監(jiān)控等城市的應用中,,采用雷達較為合適,。
目前這一類的雷達應用,張文貴表示,,該公司看好24GHz與60GHz工作頻率的發(fā)展,,雖然目前市面上較常見的產(chǎn)品為5.6 GHz或是5.8GHz,,但是因為頻率越低/波長越大,所能提供的辨識率則會越低,;若是欲將雷達應用于城市大范圍的場域中,,24GHz與60GHz的雷達則較為合適。
另一方面,,德州儀器(TI)近期也推出了新一代的毫米波傳感器,;德州儀器半導體營銷與應用嵌入式系統(tǒng)總監(jiān)詹勛琪(圖二)表示,該公司的新產(chǎn)品是看好工業(yè)4.0市場的發(fā)展性所所推出,,但是也可進一步地應用于智能城市的交通監(jiān)測中使用,。
德州儀器半導體營銷與應用嵌入式系統(tǒng)總監(jiān)詹勛琪表示,若是交通號志中搭載該公司的產(chǎn)品,,可進一步地達到節(jié)能效果,,因為測速照相機不再需要保持開機狀態(tài),可與雷達之間達到互補,。
詹勛琪認為,,該公司所推出的新一代傳感器因整合度高,在感測精確度方面較市面上既有的產(chǎn)品高出三倍,,工作頻率落于76~81GHz之間,,可搭載于交通號志中,一方面可量測交通車輛狀況,,進而做出號志調(diào)控,,另一方面可偵測車輛流速,以智能化的方式做出交通執(zhí)罰,。
除此之外,,詹勛琪表示,若是交通號志中搭載該公司的產(chǎn)品,,可進一步地達到節(jié)能效果,,因為測速照相機不再需要保持開機狀態(tài),可與雷達之間達到互補,。
除了偵測行進間的物體外,,偵測靜止的事物也是相當重要的。 舉例來說,,當人走進室內(nèi),,讓燈自動亮起已不成問題,;但當人離開后,,應該什么時候要關燈,或者判斷人是否仍在室內(nèi),,又或者是人離開后是否遺留物品于其中而沒有帶走,,多項的可能性總和起來也將帶給監(jiān)控一大挑戰(zhàn),。
當然上述的情況也可套用于公共場合的情境中。 張文貴認為,,未來若是想達到更優(yōu)良的辨識率,,不能只采用單一種傳感器,需要多種類的傳感器相互搭配,,才有辦法辨識到真正準確的情況,。
另一方面,除了傳感器外,,微控制器(MCU)的算法也是成就智能城市的一大重點,。 張文貴舉例,若是在城市中欲達到智能照明的功效,,在裝置偵測到物體的同時,,微控制器也須判斷究竟是人走過,又或者只是動物經(jīng)過,;MCU必須加以判定照明光線是否需要變化,。
除此之外,影像分析大廠輝達(NVIDIA)也看好城市智能監(jiān)控的龐大商機,,推出智能影像分析平臺,,以打造人工智能(AI)城市。 據(jù)了解,,此一平臺中是于該公司的GPU上運用深度學習技術,,以支持包含公共安全、交通管理,,以及資源優(yōu)化等應用,,期望讓城市更加安全且更智能化。
NVIDIA認為,,人們目前僅能監(jiān)看已記錄的影像內(nèi)容,,其中大多數(shù)影像都儲存于硬盤供日后調(diào)閱檢視。 實時影像分析技術早期發(fā)展結(jié)果遠不如人工監(jiān)看來得可靠,,而智能影像分析技術克服這方面的挑戰(zhàn),,運用深度學習于攝影機、現(xiàn)場錄像機與服務器以及云端環(huán)境實時監(jiān)看影片,,并達到理想的精準度及擴充性,。
城市的步調(diào)快速,隨時都有許多事件正在發(fā)生,;NVIDIA表示,,若是在GPU上運用深度學習功能,發(fā)掘情資并實時采取行動,,可更加快速地銀街人工智能城市的到來,。
城市智能監(jiān)控市場龐大 攜手合作是必然
隨著城市的高度發(fā)展,,預計到了2050年全球?qū)⒂薪?0%的人口居住于都市地區(qū)。 如此的人口結(jié)構(gòu)改變,,將促使都市中基礎建設需要一個更加智能,、安全且節(jié)能解決方案。
物聯(lián)網(wǎng)的概念興起,,也意味著廠商間必須相互合作,。 為了因應智能城市的多元監(jiān)控需求,英飛凌也與德國新創(chuàng)廠商合作,,研發(fā)出整合了電動車充電站功能的智能路燈,,并期望可藉此推動電動交通、協(xié)助節(jié)能和實現(xiàn)連網(wǎng)基礎建設方面,,此款智能街燈可成為未來城市的骨干,。
據(jù)了解,英飛凌與此一新創(chuàng)廠商合作的智能路燈中,,搭載了停車位偵測傳感器,,可提供駕駛停車空位的信息,以成為智能交通管理系統(tǒng)的基礎,。 且透過雷達傳感器的搭載,,路燈也可依據(jù)環(huán)境狀況加以調(diào)整光線,提高舒適度之余,,也可加強用路人的安全性,。
除此之外,于此一智能路燈中,,也可內(nèi)建氣體傳感器,,用以監(jiān)測環(huán)境空氣質(zhì)量,再透過云端聯(lián)機向城市控制中心呈報,,并可讓有慢跑習慣的市民了解市內(nèi)空氣質(zhì)量最好的時間,。 若是于路燈中設置麥克風功能,也可監(jiān)測市區(qū)中音頻,,舉例來說,,當發(fā)生車禍事件時,此一功能可自動通知最鄰近的警察單位前往協(xié)助,。
由于智能城市的概念仍屬初期階段,,尚有許多應用模式尚未成熟,監(jiān)控系統(tǒng)的應用模式也仍有許多發(fā)展空間,;而透過芯片商于多方領域中累積的研發(fā)經(jīng)驗,,可進一步地套用于城市智能監(jiān)控系統(tǒng)中,希冀可藉由此類經(jīng)驗加快實現(xiàn)智能城市的愿景,。