ID:Fasinno-Academy
文丨陈嘉仁
法思诺创新学院技能长

编辑丨illa
近20年来,GPS已成为汽车驾驶的必备工具。由于GPS定位每每会随着景象成分,环境滋扰成分,设备硬件,以及算法而有随机偏差。
(图源:https://running.biji.co/)
如果将来无人驾车或无人出租车开始推广之后,定位精准度将会是个主要的议题。假设在一个下大雨的场景,搭客站在路旁的遮雨棚内等车,但是无人驾驶汽车由于GPS定位偏差,停靠在间隔数公尺外。
我们能不能利用TRIZ科学效应(物理,化学,几何事理运用)提出几种方法,让定位更为精准。可以让搭客不须要冒雨前往汽车所在地点,而是让汽车自动开往搭客所在地点。
(图源:https://kknews.cc/zh-mo/digital/pq2zoj2.html)
首先,我们须要先找出影响GPS定位的环境的成分。一样平常而言,影响GPS定位的环境成分,大多为不可控。例如高楼大厦、高压电塔、还有浓密的树林。除此之外, 还有很多其他的成分。
我们能做的便是把GPS定位的事情环境,利用功能属性剖析来找出须要改进的不敷功能,以及须要肃清的有害功能。便可以得到下面的功能剖析矩阵:
这时候我们得知大多数的环境成分为不可控,以是我们只能将聚焦点放在车子和搭客间的功能,也便是[量测间隔]来进行点子创新。我们利用[量测间隔]这个关键词来导入牛津大学的科学效应数据库,终极得到了74多个科学效应:
(图源:http://wbam2244.dns-systems.net//EDB_display_results.php)
GPS定位原来利用到的科学效应是关于电子讯号方面的,在软件判断方面可参考的参数也比较有限。因此,产生的定位偏差也比较大。
这时我们可以思考,是否有其他方面的科学效应可以利用。例如电磁学,热学,光学,以及几何学等等。只要结合目前系统内已经存在的资源,无论是手机的,人体的,或者是车辆的,就可能想出空想性比较高的点子。
如上图,我们选定聚焦,几何学,光学透镜,红外线,反射,多普勒效应,超声波和磁场,统共八个科学效应来办理问题,产出具备创新的点子。这时便可以供应给软件更多的参考参数来校正位置,并且缩小偏差。
点子1: 利用红外线赞助测距
由于GPS的偏差,造成车子与搭客实际的位置不一致,欲求得间隔b=?
当车子透过GPS靠近搭客时,已知车子与骑楼的间隔a。搭客手机可自动利用红外线发射器射向车子,或是车子可自动利用红外线发射器射向搭客,可得到间隔c。利用三角形勾股定理a²+b²=c²,可得 b=SQRT(c²–a²)
点子2: 利用手机摄影机搭配电子罗盘,自动对焦捕捉车子
搭客利用手机上的摄影机与电子罗盘,当车子透过GPS靠近搭客时,搭客的手机同时发出震撼并自动将电子罗盘角度归零,然后开始自动提示迁徙改变手机,并且从手机的摄影机不雅观察是否车子已入镜?迁徙改变手机直到车子进入画面正中心后停滞,可得到角度y。利用三角函数sec(y)=c/a, 可得c=a x sec(y),在利用勾股定理求得b= SQRT(c²–a²)。
(图源:https://en.wikipedia.org/wiki/Doppler_effect)
点子3: 利用多普勒效应,赞助车上摄影机影像辨识及定位追踪
当车子透过GPS靠近搭客时,车子向搭客手机讯号源发射超声波,同时手机也向车子发射声波。利用声波多普勒效应的频率变革帮忙车上的摄影机,探求及影像辨识目标物。
辨识到目标物后,摄影机先放置正中心并将角度归零,然后摄影机会自动移动方向,从搭客位置直接对准目标物(车子),并将经由的目标物(车子)定格在摄影机画面正中心。可得到摄影机转移的角度z利用三角函数y=90度–z,sec(y)=c/a,可得c=a x sec(y),再利用勾股定理求得b=SQRT(c²– a²)。
结论&心得
TRIZ事理可以用于办理问题或者是项目创新,而科学效应却能帮忙我们办理更为困难的难题,或者技能上的打破。为什么研发职员很随意马虎碰着技能瓶颈,那还是由于有古人的专利在阻挡。
而且如果只采纳头脑风暴的方法,很随意马虎和其他人想到一样的创新点。纵然利用单一科学效应想到的专利技能,也有可能被别人也早已经申请了专利。
那么如何去产生具备独创性的创新呢?这时候可以利用多重科学效应来做技能上的打破,能得到更完善的技能打破,同时也可以避开古人或竞争对手的专利。
(专利及文档发布: 本文磋商之专利权及文档核心内容属原专利拥有者)