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65 - ELETTRONICA OGGI 477 - APRILE 2019 COMPONENTS di Texas Instruments sono prodotti unici nel loro genere, in quanto sono in grado di rilevare portata, velocità e an- golazione degli oggetti indipendentemente dall’ambiente, fornendo al tempo stesso l’elaborazione on-chip per al- goritmi di alto livello. Queste caratteristiche sono partico- larmente utili per i sensori di presenza e di movimento utilizzati nell’automazione degli edifici, delle fabbriche e delle città in quanto riducono il numero di falsi rilevamen- ti, garantiscono un’elevata precisione in termini di localiz- zazione e direzione del tragitto e proteggono la privacy, il tutto in un unico chip in grado di svolgere un’elaborazione alla periferia. La tecnologia odierna Gli odierni sensori utilizzati per espletare compiti di rileva- mento della presenza e di tracciamento delle persone utiliz- zano tecnologie come gli infrarossi passivi (PIR), le teleca- mere ottiche, gli infrarossi attivi come LIDAR e ToF 3-D ( time of flight ) e microonde operanti nella banda da 10 GHz a 24 GHz. La tabella 1 confronta queste tecnologie ed elenca vantaggi e svantaggi. Tuttavia, al crescere delle aspettative in termini di protezione, sicurezza ed efficienza, la prossima generazione di sensori dovrà fornire un rilevamento sem- pre più accurato e affidabile. Si considerino, ad esempio, le problematiche relative ai sensori progettati per rilevare le persone e misurare l’occupazione. Falso rilevamento Una delle sfide più grandi che i sensori devono affrontare oggi è il falso rilevamento, come mostrato in figura 2. Si tratta della risposta o della mancata risposta, indipenden- temente dal fatto che si tratti di un allarme, di un trigger di sistema ecc., al verificarsi di un evento di rilevamento. Il falso rilevamento può assumere due forme distinte, un falso positivo o un falso negativo, e si verifica a causa di particolari problemi di rilevamento o sensibilità di una tecnologia. I falsi negativi sono l’incapacità di un sistema di rilevamento di rispondere a un evento che sarebbe considerato importante. I falsi positivi, invece, si verificano quando un sistema di rilevamento risponde a un evento che non sarebbe considerato importante. A seconda del “livello di importanza” del sistema a cui è collegato, un sensore che produce un falso positivo può dar luogo a un risultato che può essere innocuo (come l’accensione di una luce) oppure più serio (che potrebbe ad esempio richiedere l’intervento di un addetto alla sicurezza). Falsi negativi: la sensibilità al movimento Una persona che lavora fino a tarda notte alla scrivania del proprio ufficio potrebbe trovarsi nella situazione in cui le luci si spengono all’improvviso perché i movimenti fatti non sono stati sufficienti ai sensori di luce per regi- strare la presenza della persona. Questo esempio di falso INTELLIGENT SENSORS Tabella 1 – Tecnologie esistenti nell’automazione degli edifici, con i loro vantaggi e svantaggi Infrarossi passivi (PIR) Telecamere ottiche Infrarossi attivi (LIDAR, ToF) Microonde (10 GHz o 24 GHz) mmWave TI Descrizione Misura i cambiamenti nella luce infrarossa per rilevare il movimento Analizza le immagi- ni per determinare il movimento e il com- portamento delle per- sone Misura la luce infraros- sa ToF Componenti discreti assemblati per creare un radar di rilevamento del movimento Il sensore radar a chip singolo di TI fornisce in- formazioni su portata, velocità e angolazione degli oggetti Vantaggi Semplicità, basso con- sumo Algoritmi applicati a una gran varietà di ap- plicazioni Video per la registrazio- ne e il monitoraggio L’alta risoluzione ango- lare fornisce un vasto data set, simile a quello delle telecamere Elevata sensibilità al movimento (respira- zione, digitazione) Range esteso (+50 m) Insensibile agli agenti atmosferici e agli am- bienti mutevoli Elevata sensibilità al movimento (respira- zione, digitazione) Elaborazione on-chip per tracciamento e classificazione Portata estesa (+50m) Insensibile agli agenti atmosferici ed agli am- bienti mutevoli Svantaggi Bassa sensibilità al mo- vimento fine Falsi rilevamenti all’a- perto a causa della luce del sole e della tempe- ratura Range limitato, nessu- na informazione sulla posizione o sulla di- stanza Falsi rilevamenti a cau- sa di ombre, occlusione, giorno/notte, ambiente Requisiti software e di elaborazione complessi Nessuna informazione di posizione/range Problemi di privacy Range limitato in pre- senza di luce solare (5- 10 m) Requisiti software e di elaborazione comples- si Complessità di proget- tazione e integrazione hardware e software Nessuna informazione di posizione Fattore di forma ele- vato Risoluzione angolare inferiore rispetto alle telecamere o agli infra- rossi attivi