作者：ADI公司  Thomas Brand，高级现场应用工程师

距离测量和目标检测在许多领域发挥着重要作用，包括工厂自动化、机器人应用和物流。特别是在安全应用领域，需要对特定距离的物体或人员进行检测和响应。例如，一旦工人进入危险区域，机械臂就可能需要立即停止操作。

因此，飞行时间(ToF)变得越来越重要。使用ToF技术，光从调制光源（如激光）发射，光束经过一个或多个物体反射后由传感器或摄像机捕获。因此，可以通过发射光与接收发射光之间的时间延迟∆T来确定距离。时间延迟与摄像机和物体之间的两倍距离（往返）成正比。所以，距离可估算为深度d = (c × Δt)/2，其中c表示光速。ToF摄像机输出2D数据以及所需的深度信息。

ToF允许一次记录整个图像。不需要逐行扫描，也不需要传感器和被观察物体之间的相对运动。ToF通常划归为LIDAR（光探测和测距），但它实际上是基于flash LIDAR的方法，而不是扫描LIDAR。

利用ToF测量光脉冲的飞行时间基本上有两种不同的方法：基于电荷耦合器件(CCD)技术的脉冲操作模式和连续波(CW)操作模式。

在脉冲模式下测量光脉冲发射和接收之间经过的时间，在CW模式下测定发射和接收调制光脉冲之间的相移。这两种操作模式都各有优缺点。脉冲模式更耐环境光，因此更有利于户外应用，因为该技术通常依赖短集成窗口在很短的时间内发出的高能光脉冲。而CW模式可能更容易实现，因为光源不必很短，且具有上升/下降沿。但是，如果精度要求变得更严格，那么将需要更高频率的调制信号，这可能很难实现。

现有的像素大小使得芯片分辨率很高，不仅支持距离测量，也支持物体和手势识别。测量距离从几厘米（<10厘米）到几米（<15米）不等。

遗憾的是，并非所有物体都能同样探测到。物体的状况、反射率和速度都会影响测量结果。

图1.飞行时间测量原理

图2.ToF系统功能框图

测量结果也可能因雾或强烈的阳光等环境因素而失真。环境光抑制有助于解决强烈的阳光导致的失真问题。

ADI等半导体制造商提供完整的3D ToF系统，以支持快速实现3D ToF解决方案。他们将数据处理、激光驱动、电源管理和软件/固件集成到一个电子控制单元中。其他组件包括发射调频光信号的发射器和记录反射信号的检波器。框图如图2所示。

具有集成深度计算功能的模拟前端(AFE)等组件对于构建此类系统将会大有帮助。而ADDI9036就提供这一功能。它是一个完整的CCD ToF信号处理器，具有集成激光二极管驱动器、12位ADC，以及为CCD和激光器生成时序的高精度时钟发生器。ADDI9036负责处理来自VGA CCD传感器的原始图像数据以生成深度/像素数据。

ADI还与设计合作伙伴合作，可以共同提供成品模块和开发平台。这些评估系统可用于开发特定的客户算法。成品模块和平台有助于加速开发，这在工业和汽车工程等时间紧迫的业务领域尤为重要。

参考资料

利用ADI飞行时间技术实现3D成像。ADI公司，2020年。

作者简介

Thomas Brand于2015年加入德国慕尼黑的ADI公司，当时他还在攻读硕士。毕业后，他参加了ADI公司的培训生项目。2017年，他成为一名现场应用工程师。Thomas为中欧的大型工业客户提供支持，并专注于工业以太网领域。他毕业于德国莫斯巴赫的联合教育大学电气工程专业，之后在德国康斯坦茨应用科学大学获得国际销售硕士学位。联系方式：thomas.brand@analog.com。

激光雷达先锋Velodyne Lidar将于11月19日--22日在2021广州国际车展展示其先进的激光雷达解决方案。本次展会秉承“新科技、新生活” 主题，引导人们对未来汽车生活的美好向往和追求，而无人驾驶与智能驾驶作为展会重要部分，将集中展示中外汽车行业前沿技术与创新产品。

Velodyne Lidar一直致力于通过富有创新性的激光雷达解决方案推动安全移动出行，在高级驾驶辅助系统 (ADAS)、自动驾驶车辆、智慧物流运输、智慧城市基础设施、配送、工业等领域拥有领先产品、技术和解决方案。特别在智能出行领域，赋能电动汽车和自动驾驶汽车，助力安全自动化出行。

三大展品亮相羊城，创新技术亮点非凡

2021广州车展期间，众多参展观众、客户和行业伙伴将有机会来到充满现代感的品牌展台，聆听Velodyne Lidar技术专家讲解应用于自动化驾驶应用的激光雷达产品和解决方案。届时，展台上不仅将展示经典的环绕式激光雷达Puck系列和Alpha Prime，还有先进的固态激光雷达Velarray H800和Velarray M1600。值得关注的是，这也是Velodyne Lidar陆续在5月7日推出智能基础设施解决方案，6月14日推出新一代Velabit传感器后，首次携家族产品亮相国内大型展会。更多精彩，欢迎到现场体验（展台号：B区C11）。

• Velodyne Alpha Prime™，是Velodyne Lidar为自动化出行提供的最佳长距离传感器，具备世界级扫描测距、图像清晰度和视野组合，以高可靠性和高精确度测量道路环境，可在各种光照条件下生成高质量点云，具有先进的传感器间抗干扰、电源效率和热性能。

• Velarray H800，一款为汽车级性能而设计的固态激光雷达传感器，采用Velodyne Lidar突破性的专有微型激光雷达阵列架构 (MLA)。该传感器集远程感知和广视场角于一体，设计用于ADAS和自动驾驶交通应用中的安全导航和防撞，可以实现高级驾驶辅助功能。

• Velarray M1600，采用Velodyne Lidar的MLA，为安全导航提供出色的近场感知功能，使无触控移动和 “最后一英里” 配送机器人能够在没有人工干预的情况下自主、安全地运行。这款耐用、紧凑的传感器可以部署在各种环境和天气条件下，几乎可以实现全年全天候不间断使用。

一直以来，Velodyne Lidar通过结合专利技术，合作伙伴及生产战略优势，持续推动激光雷达成本降低，为国内自动化汽车市场带来高性价比激光雷达。作为中国自动化解决方案领导者之一，Veldoyne Lidar亚太区总部位于中国北京，且服务中国客户已超过10年，在国内拥有超过 300家客户和长期合作伙伴。通过先进的激光雷达解决方案，Velodyne Lidar希望为更多中国企业带来高性价比产品，助力未来移动出行，欢迎莅临展台现场参观交流（位置：广州琶洲广交会展馆B区C11）。

关于Velodyne Lidar, Inc.

Velodyne Lidar（Nasdaq: VLDR, VLDRW）通过实时环绕视图激光雷达传感器的发明，开创了自动驾驶技术的新纪元。Velodyne是激光雷达的全球领先企业，并以其突破性的激光雷达技术的广泛组合而享有盛誉。Velodyne革命性的传感器和软件解决方案提供灵活性、高质量和可靠性能，可满足各行各业的需求，包括自动驾驶汽车、高级驾驶辅助系统（ADAS）、机器人、无人机（UAV）、智慧城市和安防。通过不断创新，Velodyne致力于通过促进所有人的安全出行来改变生活和社区。

欲了解更多详情，敬请访问www.velodynelidar.com  

新的 Tensilica HiFi 1 DSP 以超低能耗的更紧凑尺寸，提供更高的语音和音乐处理性能，以及最佳的神经网络能力

楷登电子（美国 Cadence 公司，NASDAQ：CDNS）今日宣布推出 Cadence^® Tensilica^® HiFi 1 DSP，该产品可为小型电池供电设备提供突破性的音频/语音创新（如 TWS 耳塞、助听器、蓝牙耳机、智能手表和其它可穿戴设备），大幅改善用户体验。HiFi 1 DSP 的超低能耗延长了语音通信和音乐播放的持续时间，支持始终监听语音命令，并最大程度降低对电池寿命的影响。这使得小尺寸、低成本的消费和移动设备及汽车和工业设备，能够以低能耗提供更多的功能。

一些融合趋势正在推动市场对于小尺寸、低能耗音频/语音功能的需求。越来越多的耳戴式设备和可穿戴设备正在采用蓝牙技术联盟 (SIG) 在 2020 年标准化的低复杂性通信编解码器（Low Complexity Communication Codec，简称LC3）。此外，消费者对免提和免触摸控制的偏好需求，正在推动对于始终在线（Always-on）或始终监听（Always-listening）设备的需求，这些设备可以响应语音唤醒命令，一些家用电器甚至也正在采用这些功能。归根结底，为了支持这些设备和应用，小尺寸和更长的电池寿命是其中的关键。

“Fraunhofer与其他公司共同发明的低复杂性通信编解码器（LC3 和 LC3plus）有助于将受电池限制的蓝牙设备的能耗降到最低。Fraunhofer 和 Cadence 在包括 LC3/LC3plus 在内的各种编解码器方面有着悠久的合作历史，Cadence 已经在其 Tensilica HiFi DSP 上进行了优化，” Fraunhofer IIS 通信部门音频主管 Manfred Lutzky 表示，“我们很高兴看到 Cadence 在过去成功的经验基础上推出了全新 HiFi 1 DSP，该产品针对 LC3 和 LC3plus 进行了能耗和cycle优化。HiFi 1 DSP 让编解码器达到了前所未有的超低能耗水平，这对小尺寸、电池供电的耳戴式设备和可穿戴设备来说是个好消息，同时有助于加速 LC3 和 LC3plus 的广泛采用。”

HiFi 1 DSP 为 LC3 和其他蓝牙编解码器提供超低能耗编码和播放，以及用于语音唤醒的超低能耗关键词侦听，所有这些功能都集成在尺寸超小的 HiFi DSP 中。与 HiFi 3 DSP（业界最受欢迎的目标应用音频 DSP）相比，HiFi 1 DSP 的优势包括：

• 尺寸减少 11% - 16%

• 在基于机器学习的“OK Google”关键词侦听和人员探测应用中，运算性能和功耗效率提高 60% - 73%

• 对 LC3 解码来说，运算性能提高 18% 以上，功耗效率提高 14% 以上

“Cadence HiFi 1 DSP 大大降低了始终在线型 AI 应用运行所需的能耗，如 TensorFlow Lite Micro (TFLM) 网络、语音唤醒词和人员探测，受电池限制的设备将能够运行更长的时间，”Google TFLM 技术负责人 Pete Warden 表示，“Cadence 和 Google 在 TFLM 方面的合作由来已久，随着 Cadence 进一步突破能源和性能的界限，我们很高兴能与他们继续合作。”

HiFi 1 DSP 的功能和优势：

• 包括 LC3 编码和解码的算术编码在内的特殊指令，使 HiFi 1 DSP 成为蓝牙 LE 音频应用的最节能 DSP

• 用于 ITU-3GPP 标准化 2019 BASOPs 的指令可加速语音编解码器，并以高能效运行，延长通话时间

• 神经网络 ISA 和加载/存储加速了关键词侦听以及其它机器学习工作负载，以减少能耗，而经过内存访问优化的 ISA 以较小的缓存尺寸提高了性能

• 高效的信号处理减少了音频和语音预处理及后处理的功耗和cycle消耗

• 可选的低延迟矢量浮点单元      (VFPU) 以更低的能耗提供更高的 FP 吞吐量。

• 矢量布尔型寄存器提高了条件代码的能效

“智能的情境感知、始终在线的处理正在成为新一代耳戴式设备的关键，可为用户提供更好的听觉体验，具有更大的利用率和便利性，”The Linley Group 高级分析师 Mike Demler 表示，“机器学习和传统 DSP 算法的融合正在渗透到这些应用中，但电池寿命和形状参数不能受到影响。凭借获得广泛采用和支持的 Tensilica HiFi DSP，Cadence 在音频、语音和语言应用中建立了领导地位。新的 HiFi 1 DSP 有更进一步的提升，可在紧凑的设计中支持新兴的目标应用——以超低能耗水平巧妙地融合了 AI、编解码器和 DSP 性能，以满足节能设计的需要。”

“HiFi DSP 在当前一代 TWS 耳塞和蓝牙耳机中得到广泛采用，”Cadence公司Tensilica IP 研发副总裁 David Glasco表示，“LC3 的问世和更广泛的市场趋势为新一代耳戴式设备创造了条件，有机会实现卓越的用户体验和更长的电池寿命。随着许多语音算法纷纷采用 AI，我们也看到 TWS 耳机中分析和增强音质的用例在大幅扩展。紧凑的 HiFi 1 DSP 以超低的能耗支持这些新的使用案例，为大众市场带来了始终在线和始终监听的功能，而这些功能在以前只有高阶产品才能提供。”

可用性

HiFi 1 DSP 现已全面上市，支持 Cadence 的智能系统设计 (Intelligent System Design^™) 战略，旨在通过一流的技术实现卓越的 SoC 设计。如需了解更多信息，请访问 www.cadence.com/go/HiFi-1。

关于 Cadence

Cadence 在计算软件领域拥有超过 30 年的专业经验，是电子设计产业的关键领导者。基于公司的智能系统设计战略，Cadence 致力于提供软件、硬件和 IP 产品，助力电子设计概念成为现实。Cadence 的客户遍布全球，皆为最具创新能力的企业，他们向消费电子、超大规模计算、5G通讯、汽车、移动、航空、工业和医疗等最具活力的应用市场交付从芯片、电路板到系统的卓越电子产品。Cadence 已连续七年名列美国财富杂志评选的 100 家最适合工作的公司。如需了解更多信息，请访问公司网站 cadence.com。

Gartner研究副总裁孙志勇博士

大多数大型企业机构往往会在推动业务模式创新（BMI）时遇到困难。它们常常不知道该如何在运行当前业务模式的同时，将新业务模式的搜索、学习和测试需求分离。大型企业还经常倾向于将创新职责完全交给首席信息官（CIO）。这使得许多创新团队专注于技术，寻找时髦的新想法和推动“引人注目”的科技创新实验。

业务模式创新不该被隐藏在主营业务之外，也不该在技术型企业机构中孤立存在。它必须成为企业机构整体战略目标的一部分并与之保持一致，而且该团队中应包含关键业务领导人。为了推动BMI、创造未来并维系新业务，首席信息官可以帮助领导层了解并建立一个多元化的业务和技术团队来发觉具有长期盈利潜力的新业务模式。首席信息官也需要专门、独立的BMI能力来不断寻找洞察，假设和测试未来的业务模式。同时，首席信息官可以通过Gartner描述的创新生态系统来推动这项能力的构建。

本文将为首席信息官提供四个步骤，通过创建一个协作式创新周期帮助企业机构创造可持续的优势。

建立一支多元化的业务和技术团队

为确保BMI不会围绕技术或者被炒作的趋势和技术实验，首席信息官应组建一支由领导人和拥有不同背景和观点、同时具备业务和技术经验的人所组成的多元化团队。与初创企业一样，为了推动不断规划、创建和测试未来业务模式的能力，首席信息官需要让团队思考、想象和表述新的业务模式机会或计划。

最重要的是，首席信息官应寻找充满好奇心、思想开放和善于提问（而不是拥有所有答案）的人。这是预测技术可能性并连接各个环节以创造未来的关键。

创建您自己的BMI框架

业务模式为企业机构提供如何创造、提供和获取价值的蓝图。一个业务模式由四个部分组成，分别是：客户、价值主张、能力和财务模式。Gartner的BMI框架突出了作为创新领域的业务模式和相关运营模式的属性。

这个出色的工具让您能够以直接、结构化的方式了解新的业务模式机会和创新，从而确保市场变现潜力。它还将制定一个清晰的远景和高级别的总结性业务计划。初创企业的创始人使用该方法向投资者介绍可行性和规模，并且该方法也可以用于企业机构。

首席信息官和团队也可以通过该工具向高管和董事会陈述机会并有效地说明可进行实验的技术可能性（见图一）。该视觉辅助工具还将有助于建立一个与创新生态系统合作伙伴合作的起点。

图一、业务模式创新

发现多元化的生态系统参与者

在建立可持续BMI方面取得成功的公司会在自身以外寻找趋势、想法和洞察。企业机构的长期成功取决于是否拥有一群全面、多元化的外部市场参与者，而这些参与者可以增强、加速和扩大创新流程。

生态系统参与者将要评估的创新候选人包括研究公司、社区、机构、学校、大学、供应商、合作伙伴、初创企业、企业加速器、孵化器、创业投资和私募股权公司、主要的行业参与者、政府以及监管机构。

充分发挥创新生态系统合作伙伴的力量

自定义业务模式将揭示已确认的机会所需要的关键资源，然后通过创新生态系统来筛选、吸引和招募所需的外部能力。

一群多元化的参与者能够更好地释放创新潜力，进而推动市场增长。具有包容性的多元化团队可以推动促进创新所需的非线性创新思维、创造力和适应性。多元化程度高于平均水平的公司通过创新产生的收入比例高出45%，而这能够转换为更好的总体财务业绩。企业机构可以通过使用创新生态系统来快速实现这一点。

在发挥创新生态系统合作伙伴的力量时，每个希望更快实现其多元化和包容性的企业机构都会获得两项额外的关键优势。企业机构可以通过创新生态系统广泛接触到全球各地有才华的多元化团队成员并消除地点偏见。通过将更多的多元化和包容性技能嵌入到创新中，企业机构可以创造更好的产品和服务并发展未来的业务模式。

培养能够获得市场洞察的共享能力

企业机构往往把更多的时间和重点放在其解决方案上，却很少有时间通过了解端到端客户旅程、接触点和体验进行创新。我们无法从自己的视角和角度进行创造和创新，也无法依赖“客户反馈”。创新的关键不是关注技术，而是关注客户行为。

创新生态系统可以推动客户情报和洞察的共享，这既包括客户分享的已知问题，也包括在他们的旅程中通过行为和模式发现的未知问题。了解现有客户以外的新型客户行为对于实现现有业务模式的创新，进而为生态系统所确定的新机会创造价值至关重要。

在端到端客户旅程中收集内部和外部数据洞察

为了促进洞察的另一个主要促成因素，首席信息官应组装一个端到端客户旅程图并探索在哪些方面可以运用预测性分析，比如人工智能（AI）和机器学习（ML），从而通过部署来自历史数据和社交媒体洞察等来源的语言、视觉和情感分析等用例来增强洞察。在可能的情况下，还可以经常与生态系统共享不受监管的数据并能够进一步实现正确BMI框架的创建。

学习、实验和共创

创新生态系统已降低了许多行业和部门的准入门槛。例如地缘社区正在迅速扩大——这个过去只为政府服务的行业，现在通过生态系统合作伙伴关系而普及。

在BMI流程中扩展并加入创新生态系统参与者

对于许多行业的企业机构来说，为了跟上变化步伐并保持自身的竞争优势，就需要评估并融入创新生态系统以推动业务创新。如今的知识产权已经从“垄断和保护”转变为“共享”，而创新也从企业角度转变为鼓励开放创新的讨论。

创新生态系统的五个关键要素是：价值交换、多元化的人才和参与者、共享能力、互动规则以及模式的持续管理、学习和发展。

对于推动BMI的企业机构而言，当务之急是扩展其学习、构思、共同解决问题和实验流程以及业务创新运营模式并加入创新生态系统的参与者。

参与者可以根据自身的能力和需要，选择加入/退出构思、精益创业和实验的各个阶段。

总而言之，随着变革和变化步伐的加快，成熟的企业必须创建一种业务创新能力来不断地与创新生态系统中的主要参与者一起搜索、协作和实验，测试并推出新的、可盈利的业务想法和模式。即便是高利润的企业机构也必须通过这样做才能维系长期业务。

关于Gartner

Gartner（纽约证券交易所代码：IT）为高管及其团队提供可执行的客观性洞察。 我们的专业指导和各类工具可以帮助企业机构在最关键的优先事项上实现更快、更明智的决策以及更出色的业绩。 欲了解更多信息，请访问http://www.gartner.com/cn。