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Bosch Sensortec看好传感器未来为可穿戴、ARVR及IoT推

发布时间:2019-05-14 01:47

  Sensortec,近日在“2018慕尼黑上海电子展”期间,介绍了对MEMS

  的市场规模有5亿美元规模,主要应用除汽车之外,还有手机、消费类智能应用。除了手机之外,消费类电子设备的AR/VR、智能眼镜、智能工业技术、机器人、手表手环等,未来会有很多不同的方向,这些方向都是需要更好的解决方案甚至是系统级的准备。BoschSensortec注重创新,每年把营收的10%用于研发,以推出更适合的解决方案。

  传感器的应用经历了几个阶段(如下图)。①一开始传感器的主要应用来自于比较单纯的应用界面,像画面稳定、横屏竖屏或者一些游戏的使用,大部分使用的是原始数据。②但是这样的应用被升华,变成更多的需求,像动作识别或者计步器的应用逐渐开始演进,还有运动检测,甚至到行动的监控情节,需要的不只是单纯硬件的传感器来提供输出,同时要有预先编程好的软件,以认知目前的动作代表什么意义,或者是你的步数,或者在登山的使用场景。③这样的使用又升华变成不只是单纯做计步或者动作识别使用,同时在感测使用者使用的环境有什么样特殊的状况,例如在山上,具有比较高的温度和湿度还是附近有什么特殊气体,即感知使用者的环境,需要更多的智能传感器演进,而不只是惯性传感器、加速传感器,更需要像环境类的传感器去感受到周边的情况。④知道周遭的环境和你的动作以后,下一步是预测未来环境的变化、未来动作可能是什么样的,变成接近人工智能(AI)的感觉,你对未来的变化是可以被预知的,需要更多大数据的分析,和传感器的智能连接做很多的运算分析,提供给使用者更好的预测和结果。

  BoschSensortec是怎么了解到热门或者成功的场景去做产品?MEMS产品领域总负责人RalfSchellin称,博世集团里面有多个系统事业部,例如智能家居事业部、连接技术事业部、安防事业部等,这些事业部都有不同的应用,可以带来一些具有应用价值的参考,让大家可以知道在这样的使用场景里,我们需要什么样的传感器规格和使用需求。

  同时BoschSensortec身为全球MEMS传感器领先厂商,有广大的客户基础,和很多客户都有深入地交流沟通,了解他们的需求和未来看到的趋势等。BoschSensortec自己也成立了专门的研发小组做技术研发,除了比较好的硬件之外,还有软件部分的开发、MEMS的开发。

  例如BoschSensortec的新产品——BMI088搭配了BoschSensortec自己的软件,就是了解到航模从硬件到开始组装成一个航模到开始起飞的全过程,诸如怎样旋转、维持平衡、调整高度等,了解到里面的需求是什么,然后通过BoschSensortec的能力研发实现这些事情。

  有时候,很多客户一开始并不知道他要的实际规格条件是什么,功耗是多少,他会告诉你最好不要耗电,尺寸多少最好——看不到是最好的……。总之,客户可能不是那么清楚实际可以的需求在哪里,BoschSensortec既有的知识和经验再结合客户的实际需求,为客户要设计的产品做一个最好的结合,期间会有很多讨论在里面。“这不是一两天的时间,我们一直持续做这些事情。”

  最近几年消费类MEMS价格一直在下降,一些MEMS厂商宣布转型工业和汽车等。作为定位于消费电子的BoschSensortec怎么看现在的趋势?

  LeopoldBeer指出,BoschSensortec在每个产品里面都至少有2~3个竞争者。但公司不会为了低价竞争,尤其是针对低档的加速度传感器,公司宁愿注重高附加价值的产品,像最近推出了新的超低功耗加速度计——BMA400,以带给使用者更多的价值以及更多技术在里面。BoschSensortec注重系统整合,而不是低价传感器的竞争。2018年预计会有更多高价值的产品问世,包括本次慕展期间展出的三款产品,都是有高度附加价值的产品,他们都不是为了低价而生的。

  BoschSensortec展示了三款核心产品,主要围绕可穿戴、AR/VR和物联网(IoT)应用。它们是:

  可穿戴设备的应用越来越广泛,但是无论可穿戴设备应用于何处,都有一个共同的因素:消费者持续要求更长的电池寿命,那么,产品制造商如何能够真正降低功耗,以打造此类新型设备呢?运动传感器是可穿戴应用中不可或缺的组件。

  为了克服上述长期存在的障碍,BoschSensortec设计出了BMA400,获得了2018年消费电子展(CES)创新奖。因为BMA400是一款小巧但功能强大的MEMS加速度传感器,专门应对功耗挑战,它为电池供电设备打造的智能电源管理系统,内置步进式计数器仅耗电4μA。不仅如此,BMA400将超低功耗和出色的性能结合在紧凑封装中,用电量与当前加速度计相比减少十倍,而且性能不打折扣。加速度计的先进功能还将令多功能可穿戴设备的运动检测和永不断电步进计数功能不会消耗应用处理器的功率。

  据IDC预测,到2021年,AR(增强现实)和VR(虚拟现实)耳机的市场总量将增至8100万部,相当于年复合增长率高达56%。

  不过,虽然必要的技术已稳步推进,但乏善可陈的用户体验阻碍了其推广,例如较为严重的延迟、不稳定性和噪音会造成晕动病效应,进而导致恶心和其他各种令用户感到不适的症状。此外,诸如头戴式设备过热、无线数据传输速度和可靠性,以及通常较高的价格等问题为全面的市场渗透提出了额外的挑战。

  为此,BoschSensortec新推出的BMI085是一款高性能IMU(高性能惯性测量单元)。它在一个紧凑型封装中集成了一个3轴16位MEMS加速度传感器和一个3轴16位MEMS陀螺仪。这款强大的IMU非常适合要求苛刻的VR和AR应用以及其他应用,如导航、身体/人体运动跟踪和高端游戏。

  BMI085是BMI055的下一代产品。BMI055是专门为航模设计出来的产品。BMI085追求高性能,主要是高稳定性和低延迟性、低噪声、加速度计和陀螺仪,让它的硬件表现非常突出。当配合上软件,能够提供更好的性能表现,需要更低的功耗需求,同时对于温度的稳定性也会更高,尤其是通过BMI085的特色可以实现内外空间定位,人们在室内就可以通过BMI085做追踪定位的使用。

  除了晕眩是主要的痛点之外,还有延迟性,BMI085的延迟是非常低的,通过像数据融合、加速度计和陀螺仪的数据,还有一些补偿,陀螺仪定盘设计,解决晕眩的问题,同时因为BMI085的温度补偿做得非常好,实现了低温漂,所以在长时间使用后不会影响性能。

  过去需要很多外部的辅助,现在只需要一个独立式头盔,价格过去很昂贵,现在是可承担的价格。这导致了现在AR/VR通过BMI085可以解决客户的痛点,大量地使用在AR/VR上。

  物联网正在快速增长。当然,物联网解决方案将需要证明其价值,并克服尺寸、成本、功耗和可用性方面的众多技术挑战。

  用户界面这一领域拥有大量改进空间,以及尚待开发的潜力,能够将物联网推向更高水平。为了顺畅并扩大用户与技术之间的互动,博世开发出独家MOEMS激光扫描技术,用于投影和感应交互式图像,例如菜单。为了促进营收,用户必须能够看到实际的产品图像,因为仅仅音频控制界面所提供的刺激感不足以触发客户在例如网上购物时的购买行为。

  交互式投影模块可实现免对焦激光投影,并可灵活地将任何表面转变为尤为直观和具有视觉吸引力的虚拟用户界面(UI),非常适合与家用电器、智能扬声器、增强现实眼镜、可穿戴设备等配合使用。

  交互式投影模块将虚拟用户界面图像投影到表面上,并持续扫描,以检测用户的手势和交互,例如触摸、拖动或点击。能够按需投影到任何表面上的虚拟界面提供了近乎无限的应用可能性,无需受到物理控制拨号和按钮的阻碍,必将为物联网和消费产品空间带来革新。普通设备将立刻拥有无限灵活的物联网界面,并且得益于其紧凑且节能的特性,交互式投影模块非常适合科幻功能,例如从智能腕表和个人移动设备投影用户界面图像。

  为何交互式投影模块无需对焦?因为它是使用激光束扫描技术,可以实现随时随地的免聚焦的投影方法。因此,它不需要被限制在一定是固定好才能做投影的需求,它可以随时放在任何一个点做弹性使用,图片或者视频现在可以做得很弹性。也可以通过咖啡机、智能音箱、眼镜、手表等做不同的交互使用。

  总之,交互式投影模块具有实现这一愿景所需的技术特征,包括免对焦投影、紧凑尺寸和低功耗。此模块使产品设计人员能够创建令人惊叹的用户界面概念,这些概念有望使物联网、智能家居和其他应用的可用性达到令人难以置信的水平。

  交互式投影模块目前使用情景约是25m光源的情况下可以看到50cm,还是清晰可见的程度。当然可以更小也可以更长,更小的应用,可以用到大部分可穿戴物联网设备上。

  BoschSensortec作为最大的MEMS公司,其实只是博世集团的四大业务部门之一。博世集团最大的事业部是汽车以及智能交通技术部门,此外,还有工业技术、能源建筑和消费品。四大部门里,还是以汽车为主,欧洲市场是主要的销售来源,占公司业务52%,亚太区以及美国分别具有30%以及18%的销售额。

  博世集团2017年全球员工约40万,分布于60多个国家。集团在中国2017年达到了约78亿欧元的销售额。BoschSensortec专注于消费类业务,主要是MEMS传感器在消费品的应用。



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