Tiếng Việt
Mục tiêu mô phỏng dấu hiệu sinh tồn của trẻ em PRIAUTO được nâng cấp một lần nữa: bổ sung dạng sóng hô hấp phức tạp và kiểm soát nhiệt độ cơ thể đa vùng, ứng dụng mở rộng từ CPD trên xe đến xác minh sản phẩm mẹ và bé bằng bức xạ nhiệt
Tạo vào 09.17
Gần đây, PRIAUTO (Công nghệ Ô tô Phổ Ngạo) đã tiến hành một vòng nâng cấp kỹ thuật mới đối với mục tiêu phát hiện trẻ em bị bỏ quên trong xe (Child Presence Detection, CPD).
Trên cơ sở các chức năng ban đầu như mô phỏng hình dáng trẻ em, vi chuyển động hô hấp, hô hấp ngẫu nhiên, ngừng hô hấp và mô phỏng nhiệt độ cơ thể, mục tiêu trẻ em PRIAUTO thế hệ mới đã bổ sung thêm chức năng chỉnh sửa dạng sóng hô hấp phức tạp và điều khiển nhiệt độ cơ thể độc lập theo nhiều vùng trên toàn thân, có thể mô phỏng chân thực và có thể lặp lại hơn chuyển động hô hấp cũng như đặc điểm nhiệt bề mặt cơ thể người của trẻ em ở các độ tuổi khác nhau trong các trạng thái khác nhau.
Lần nâng cấp này đã mở rộng hơn nữa phạm vi ứng dụng của sản phẩm. Ngoài thử nghiệm CPD truyền thống trong khoang cabin ô tô, mục tiêu trẻ em thế hệ mới còn có thể được ứng dụng trong cảm nhận hồng ngoại, nhiệt ảnh, phát hiện dấu hiệu sinh tồn không tiếp xúc cũng như nghiên cứu phát triển và xác minh các sản phẩm mẹ và bé dựa trên công nghệ bức xạ nhiệt của cơ thể người, dần dần phát triển từ một mục tiêu thử nghiệm ô tô đơn lẻ thành một nền tảng thử nghiệm vật lý có độ trung thực cao hướng tới dấu hiệu sinh tồn của trẻ em và công nghệ cảm nhận đa phương thức.
I. Dạng sóng hô hấp phức tạp có thể chỉnh sửa, mô phỏng chân thực hơn trạng thái hô hấp của trẻ em khác nhau
Mục tiêu thử nghiệm CPD truyền thống thường sử dụng chuyển động ngực bụng tuần hoàn với tần số cố định và biên độ cố định để mô phỏng hô hấp của cơ thể người. Cách này có tính lặp lại thử nghiệm tốt, nhưng hô hấp của trẻ em thực tế không phải là chuyển động hình sin hoàn toàn quy tắc.
Ở các độ tuổi, giai đoạn giấc ngủ, tư thế và trạng thái cơ thể khác nhau, tốc độ hít vào, tốc độ thở ra, tỷ lệ hít vào/thở ra, độ sâu hô hấp và độ ổn định chu kỳ của trẻ em đều có thể có sự khác biệt rõ rệt.
Nhằm vào đặc điểm này, mục tiêu trẻ em PRIAUTO thế hệ mới đã mở rộng hơn nữa khả năng chỉnh sửa dạng sóng hô hấp, có thể cấu hình các mô thức chuyển động ngực bụng phức tạp hơn theo nhu cầu nghiên cứu phát triển và thử nghiệm.
Các đặc điểm hô hấp hiện có thể mô phỏng bao gồm:
- Hít vào nhanh — thở ra chậm;
- Hít vào chậm — thở ra nhanh;
- Giữ ở vị trí cao sau khi hít vào;
- Tạm dừng sau khi thở ra;
- Tỷ lệ thời gian hít vào/thở ra khác nhau;
- Nhiễu ngẫu nhiên tần số hô hấp;
- Thay đổi ngẫu nhiên biên độ hô hấp;
- Ngưng thở;
- Biến đổi Cheyne-Stokes tăng cường và giảm yếu theo chu kỳ;
- Nhiều loại nhịp hô hấp không đều;
- Dạng sóng hô hấp do người dùng tùy chỉnh.
Bằng cách điều chỉnh kết hợp tần số hô hấp, biên độ dịch chuyển ngực bụng, tỷ lệ thời gian hít vào/thở ra, thời gian giữ, thời gian tạm dừng và mức độ nhiễu ngẫu nhiên, người kiểm thử có thể thiết lập nhiều điều kiện kiểm thử từ hô hấp ổn định đến hô hấp không chu kỳ phức tạp.
So với việc chỉ đơn thuần thiết lập một "tần số hô hấp", phương thức điều khiển mới gần hơn với quy luật chuyển động bề mặt ngực bụng thực tế của trẻ em.
Hai, xác minh sâu hơn khả năng nhận diện dấu hiệu sinh tồn phức tạp từ phát hiện hô hấp theo quy tắc
Ý nghĩa của mô phỏng hô hấp phức tạp không chỉ nằm ở việc "làm cho mục tiêu chuyển động trông chân thực hơn", mà quan trọng hơn là có thể tiến hành xác minh hiệu năng nghiêm ngặt hơn đối với thuật toán CPD.
Đối với các công nghệ phát hiện sự hiện diện của trẻ em dựa trên vi chuyển động của cơ thể người như radar sóng milimet, UWB, sự dịch chuyển nhỏ trên bề mặt ngực bụng sẽ gây ra những thay đổi về pha, khoảng cách, thời gian-tần số và đặc trưng vi chuyển động của radar.
Nếu mục tiêu kiểm thử luôn xuất ra chuyển động tuần hoàn hoàn toàn theo quy tắc và ổn định, thuật toán có thể dễ dàng nhận diện hơn, nhưng điều này không thể đại diện đầy đủ cho tình huống trẻ em thực tế.
Thông qua việc đưa vào:
Quá trình hít vào thở ra không đối xứng, sự thay đổi biên độ hô hấp, nhiễu loạn chu kỳ, ngưng thở và dạng sóng hô hấp phức tạp
Có thể kiểm thử thêm khả năng nhận diện của cảm biến và thuật toán trong các điều kiện sau:
- Hô hấp yếu;
- Hô hấp không theo quy tắc;
- Sự thay đổi tần số hô hấp;
- Tín hiệu hô hấp biến mất trong thời gian ngắn;
- Môi trường có tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu thấp;
- Ghế trẻ em và quần áo che khuất;
- Tồn tại rung động trong xe và các tín hiệu gây nhiễu khác.
Điều này khiến mục tiêu kiểm thử phát triển từ "thiết bị mô phỏng sự hiện diện của trẻ em" đơn giản thành nền tảng thí nghiệm có thể dùng để nghiên cứu hiệu năng cảm nhận dấu hiệu sinh tồn phức tạp.
Ba, kiểm soát nhiệt độ cơ thể độc lập đa vùng toàn thân, mô phỏng phân bố nhiệt cơ thể người chân thực hơn
Ngoài vi chuyển động hô hấp, đặc trưng nhiệt của cơ thể người cũng là nguồn thông tin quan trọng của công nghệ phát hiện sự hiện diện của trẻ em và giám sát không tiếp xúc.
Mục tiêu kiểm thử truyền thống thường sử dụng phương thức gia nhiệt một điểm hoặc gia nhiệt đồng nhất toàn bộ, tuy có thể tạo ra đặc trưng nhiệt độ nhất định nhưng khó phản ánh sự khác biệt nhiệt độ giữa các vùng khác nhau của cơ thể người thực tế.
PRIAUTO thế hệ mới của mục tiêu trẻ em tiếp tục áp dụng công nghệ kiểm soát nhiệt độ đa vùng toàn thân, có thể thiết lập và điều chỉnh nhiệt độ riêng biệt cho các vùng cơ thể khác nhau.
Tùy theo cấu hình mục tiêu, có thể thiết lập các điều kiện nhiệt độ bề mặt khác nhau cho nhiều vùng như đầu, thân, tay chân, từ đó hình thành phân bố nhiệt không gian gần với cơ thể người thật hơn.
Điều này khiến mục tiêu không chỉ có một "giá trị nhiệt độ", mà còn có thể hình thành đặc trưng bức xạ nhiệt của cơ thể người với sự khác biệt không gian.
Chức năng này có thể được sử dụng cho:
- Kiểm tra cảm biến hồng ngoại xa;
- Xác minh hệ thống nhiệt ảnh;
- Phát hiện sự hiện diện của con người;
- Phát triển thuật toán nhận diện mục tiêu nhiệt;
- Nhận diện phân bố nhiệt của trẻ em;
- Kiểm tra cảm nhận dưới các nhiệt độ môi trường khác nhau;
- Nghiên cứu đặc trưng nhiệt khi bị quần áo, ghế trẻ em hoặc vật che phủ che khuất một phần.
Bốn, hỗ trợ radar sóng milimet, UWB, hồng ngoại, nhiệt ảnh và xác minh hợp nhất đa cảm biến
Cùng với sự phát triển không ngừng của công nghệ phát hiện sự hiện diện của trẻ em, hệ thống CPD đang dần chuyển từ cảm biến đơn lẻ sang hướng hợp nhất đa phương thức.
Thông tin thu được từ các công nghệ cảm nhận khác nhau không giống nhau:
Radar sóng milimet có thể cảm nhận chuyển động nhỏ của ngực bụng và chuyển động của cơ thể;
UWB có thể phát hiện chuyển động tinh tế của cơ thể người và trạng thái hiện diện;
Thiết bị hồng ngoại xa và nhiệt ảnh có thể nhận diện phân bố bức xạ nhiệt của cơ thể người;
Hệ thống thị giác có thể thu được thông tin về vị trí, tư thế và ngoại hình của trẻ em.
Do đó, mục tiêu kiểm tra thế hệ mới cần thể hiện càng nhiều càng tốt các đặc trưng mà các cảm biến khác nhau có thể nhận diện trên cùng một mục tiêu trẻ em vật lý.
Một trong những trọng tâm của lần nâng cấp này của PRIAUTO là dần dần hiện thực hóa việc mục tiêu trẻ em chuyển từ hình dạng hình học đơn lẻ sang mô phỏng đặc trưng vật lý đa phương thức.
Hiện tại các giải pháp kiểm tra có thể hỗ trợ hoặc hướng tới bao gồm:
- Radar sóng milimet CPD;
- Phát hiện sự hiện diện của trẻ em bằng UWB;
- Phát hiện trẻ em bằng hồng ngoại;
- CPD nhiệt ảnh;
- Radar sóng milimet + hồng ngoại;
- Radar sóng milimet + UWB;
- UWB + nhiệt ảnh;
- Thị giác + radar sóng milimet;
- Radar + hồng ngoại + thị giác và các giải pháp hợp nhất đa phương thức khác.
Bằng cách tích hợp hình dạng trẻ em, chuyển động nhỏ của hô hấp và đặc trưng nhiệt của cơ thể người trên cùng một mục tiêu, có thể nghiên cứu thuận tiện hơn sự khác biệt trong phản hồi của các cảm biến khác nhau đối với cùng một trạng thái trẻ em cũng như tính ổn định của thuật toán hợp nhất.
Năm, không còn giới hạn trong khoang xe ô tô: mở rộng sang nghiên cứu và phát triển sản phẩm mẹ và bé dựa trên bức xạ nhiệt
Sau lần nâng cấp này, phạm vi ứng dụng của mục tiêu trẻ em PRIAUTO cũng đã vượt qua kịch bản CPD ô tô truyền thống.
Đối với các sản phẩm mẹ và bé sử dụng công nghệ hồng ngoại, bức xạ nhiệt, ảnh nhiệt hoặc phát hiện dấu hiệu sinh tồn không tiếp xúc, mục tiêu trẻ em cũng có giá trị nghiên cứu và phát triển quan trọng.
Ví dụ, trong quá trình phát triển sản phẩm giám sát trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ, nếu trực tiếp sử dụng trẻ em thật để thực hiện nhiều lần kiểm tra lặp lại, thường sẽ bị hạn chế bởi các yếu tố như thời gian kiểm tra, tính an toàn, trạng thái trẻ em không thể lặp lại và điều kiện thử nghiệm khó thống nhất.
Đặc biệt trong giai đoạn phát triển thuật toán ban đầu, nhân viên nghiên cứu thường cần điều chỉnh lặp đi lặp lại:
- Vị trí lắp đặt cảm biến hồng ngoại;
- Khoảng cách phát hiện;
- Góc phát hiện;
- Ngưỡng nhiệt độ;
- Thuật toán nhận dạng ảnh nhiệt;
- Độ nhạy phát hiện hô hấp;
- Ngưỡng phát hiện hiện diện;
- Chiến lược hợp nhất đa cảm biến.
Nếu hoàn toàn dựa vào trẻ em thật để hoàn thành các điều chỉnh cơ bản này, không chỉ hiệu quả thấp mà còn rất khó có được điều kiện kiểm tra hoàn toàn có thể lặp lại.
Mục tiêu mô phỏng trẻ em có thể kiểm soát thì có thể cung cấp môi trường xác minh kỹ thuật ổn định hơn.
Sáu, ứng dụng kiểm tra cho thiết bị thông minh mẹ và bé và giám sát trẻ em
Dựa trên mô phỏng bức xạ nhiệt đa vùng và chức năng hô hấp có thể chỉnh sửa, mục tiêu trẻ em PRIAUTO trong tương lai có thể được sử dụng để phát triển và xác minh nhiều sản phẩm mẹ và bé thông minh, bao gồm:
1. Thiết bị giám sát hồng ngoại cho trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ
Dùng để xác minh liệu thiết bị có thể nhận diện ổn định đặc trưng nhiệt của cơ thể trẻ em ở các khoảng cách, góc độ và điều kiện nhiệt độ môi trường khác nhau hay không.
2. Hệ thống giám sát trẻ em bằng nhiệt ảnh
Thông qua nhiệt độ bề mặt cơ thể có thể kiểm soát và phân bố nhiệt không gian, xác minh khả năng phát hiện cơ thể người, nhận diện vùng và theo dõi mục tiêu của thuật toán nhiệt ảnh.
3. Giám sát không tiếp xúc nhiệt độ cơ thể và trạng thái nhiệt của trẻ em
Dùng cho nghiên cứu phát triển giai đoạn đầu của cảm biến, hiệu chuẩn và kiểm thử so sánh lặp lại giữa các thuật toán khác nhau.
4. Phát hiện sự hiện diện của trẻ em trong cũi và nôi
Mô phỏng trạng thái nằm, che phủ và các vị trí khác nhau của trẻ em, dùng cho phát triển công nghệ cảm biến hồng ngoại, sóng milimet hoặc các công nghệ cảm biến không tiếp xúc khác.
5. Thiết bị theo dõi giấc ngủ và hô hấp
Thông qua các tần số khác nhau, biên độ khác nhau và kiểu hô hấp không đều, xác minh thuật toán phát hiện hô hấp không tiếp xúc.
6. Thiết bị chăm sóc thông minh và cảm nhận môi trường mẹ và bé
Dùng cho nghiên cứu phát triển tổng hợp nhiều chức năng cảm nhận như sự hiện diện của trẻ em, vị trí trẻ em, trạng thái nhiệt và các dấu hiệu sinh tồn.
Bảy, giải quyết vấn đề kỹ thuật "trạng thái không thể lặp lại" trong kiểm tra trẻ em thật
Giá trị thực sự của mục tiêu kiểm tra không phải là thay thế hoàn toàn thử nghiệm trên người thật, mà là cung cấp điều kiện thí nghiệm tiêu chuẩn hóa, có thể kiểm soát và có thể lặp lại trong giai đoạn phát triển sản phẩm.
Ví dụ, trẻ em thật rất khó lặp lại liên tục hàng chục lần quá trình hô hấp hoàn toàn giống nhau, cũng không thể yêu cầu trẻ em duy trì hoàn toàn giống nhau trong mỗi lần kiểm tra:
- Tần số hô hấp;
- Biên độ chuyển động ngực bụng;
- Tư thế;
- Vị trí;
- Nhiệt độ bề mặt;
- Trạng thái phân bố nhiệt.
Trong khi mục tiêu kiểm tra có thể chạy lặp lại theo các tham số hoàn toàn giống nhau.
Do đó, có thể thay đổi riêng từng biến số để nghiên cứu sự thay đổi hiệu suất của cảm biến.
Ví dụ:
Giữ nguyên tư thế, chỉ thay đổi biên độ hô hấp;
Giữ nguyên hô hấp, chỉ thay đổi nhiệt độ bề mặt;
Giữ nguyên nhiệt độ, chỉ thay đổi khoảng cách cảm biến;
Hoặc giữ nguyên các điều kiện khác, chỉ tăng vật che phủ.
Khả năng thí nghiệm kiểm soát biến số như vậy có ý nghĩa quan trọng đối với phát triển cảm biến, so sánh thuật toán và tối ưu hóa hiệu suất sản phẩm.
Tám, phát triển từ “mục tiêu kiểm thử CPD” sang “nền tảng mô phỏng độ trung thực cao các dấu hiệu sinh tồn của trẻ em”
Cùng với sự phát triển của công nghệ, định vị sản phẩm của PRIAUTO đối với mục tiêu trẻ em đang dần thay đổi.
Mục tiêu ban đầu chủ yếu là đáp ứng nhu cầu kiểm thử tiêu chuẩn hóa trong đánh giá phát hiện trẻ em bị bỏ quên trong ô tô.
Và cùng với sự phát triển không ngừng của radar sóng milimet, UWB, hồng ngoại, nhiệt ảnh và công nghệ cảm nhận đa phương thức, thông tin mà hệ thống cảm nhận quan tâm đã không còn chỉ là:
"Trong khoang cabin có trẻ em hay không?"
Và đang tiếp tục phát triển đến:
Trẻ em đang ở đâu?
Trẻ em có dấu hiệu sinh tồn hay không?
Hô hấp có tồn tại hay không?
Đặc điểm vi chuyển động là gì?
Đặc điểm bức xạ nhiệt của trẻ em như thế nào?
Sau khi bị ghế ngồi, quần áo hoặc vật che phủ che khuất thì vẫn có thể phát hiện được hay không?
Điều này cũng có nghĩa là mục tiêu thử nghiệm trong tương lai phải phát triển từ mô phỏng kích thước và hình dáng đơn giản sang mô phỏng nhiều đặc tính vật lý như vi chuyển động cơ thể người, bức xạ nhiệt, đặc tính điện từ và tư thế.
PRIAUTO sẽ tiếp tục triển khai nghiên cứu và phát triển sản phẩm xoay quanh vi chuyển động hô hấp của trẻ em, phân bố nhiệt độ bề mặt cơ thể người, đặc trưng tán xạ điện từ, tư thế trẻ em, trạng thái che khuất cũng như các tình huống ứng dụng thực tế.
Thông qua việc không ngừng nâng cao tính chân thực, khả năng kiểm soát, tính lặp lại và khả năng tương thích đa cảm biến của mục tiêu, PRIAUTO hy vọng cung cấp cho các nhà sản xuất ô tô, nhà cung cấp linh kiện, tổ chức kiểm định, viện nghiên cứu khoa học cũng như các doanh nghiệp sản phẩm mẹ và bé thông minh những công cụ nghiên cứu và kiểm thử công nghệ cảm nhận trẻ em hoàn thiện hơn.
Về PRIAUTO
PRIAUTO (Công nghệ ô tô Phổ Ngạo) tập trung vào nghiên cứu và phát triển mục tiêu kiểm thử an toàn xe thông minh, công nghệ kiểm thử phát hiện sự hiện diện của trẻ em cũng như thiết bị xác minh cảm nhận đa cảm biến.
Xoay quanh radar sóng milimet, thị giác, hồng ngoại, UWB và các công nghệ cảm nhận tiên tiến khác, công ty không ngừng phát triển mục tiêu kiểm thử vật lý có độ trung thực cao và các giải pháp kiểm thử đi kèm, đồng thời thúc đẩy mục tiêu kiểm thử chuyển dần từ mô phỏng hình học truyền thống sang nền tảng kiểm thử có độ trung thực cao đa trường vật lý, đa dấu hiệu sinh tồn và tương thích đa cảm biến.