【烽巢網-科技PRO新聞報道】
我們似乎早已習慣這樣的場景
當你打開家中的冰箱時,溫度濕度傳感器感知環境變化自動調整溫度;從室內走向室外,手機的光線傳感器幫你提升屏幕亮度;倒車時,雷達傳感器結合射頻組件幫你監控汽車后部的盲區。
毫無疑問,無論是工業領域還是人們的日常生活,傳感器已經無處不在,它們每時每刻都在幫助我們感知這個世界微妙的變化。可以說,傳感器不僅是工業電子產品的神經系統,也成為了人們五官之外的“電五觀”。
而對于科技前沿的機器人行業,傳感器則是把冷冰冰的“機器”,進化為有靈性的“機器人”。作為集成電路領域的領先企業,英飛凌(Infineon)為汽車、工業和家電市場等各種應用提供種類繁多的傳感器。而扎根中國已有20余年的它,也正加速布局迅猛發展中的中國機器人行業。
英飛凌對機器人行業的推進主要從技術創新和人才儲備兩方面著手,除了帶來領先的半導體產品,也不斷通過各種方式幫助青年工程師成長。今年5月,英飛凌贊助了大疆創新RoboMaster2018機甲大師賽,它是專為青年工程師打造的機器人科創平臺,致力于培育新時代的復合型科研人才及下一代青年工程師,該大賽在近期完美謝幕。
借助英飛凌提供的壓力傳感器、毫米波雷達和3D圖像傳感器三款智能傳感器,工程師們得以讓機甲們實現了更為智能的運動控制。其中壓力傳感器DPS310用于偵測高度、垂直速度;24Ghz毫米波雷達偵測距離與速度;3D圖像傳感器REAL3?可以幫助辨別物體形狀。
那么,英飛凌為何有能力做到這些?接下來我們談一談上述的這三款明星產品。
強大電容壓力傳感器
英飛凌壓力傳感器廣泛應用于多個領域,如飛行穩定控制,智能家居、氣象站、運動追蹤、空氣流量測量等,在過去10年間英飛凌銷售了超過幾十億件壓力傳感器。
如在智能家居領域,英飛凌傳感器可以用于檢測窗口和門的開啟,保護家庭安全;也可以用于場地環境監測,以控制氣流、恒溫器等。
其中,低功率數字式大氣壓力傳感器DPS310是英飛凌當前在多個領域頗受歡迎的產品,在多方面具備卓越性能。
首先,它基于電容式感測原理,而不是大多數其他數字式壓力傳感器所采用的壓阻原理。這保證了它能夠在300hPa至1200hPa的壓力范圍內和-40℃至85℃的溫度范圍內,提供可靠、精確的性能。裝有DPS310的設備,即使局部溫度急劇變化也可以從容應對。
高精度模式下,英飛凌DPS310可以±5厘米的精度進行高度測量,實現精確瞬態檢測。因此DPS310很適合用于室內導航和輔助定位,比如進行停車場、購物廣場的樓層監測以及戶外的導航。
除了可以確定某個人正在從建筑物的一層樓移動至另一層樓,在無法獲得GPS信號時,它所支持的“航位推算法”也可以幫助完成數據的監測。因此,它成為了智能手機和可穿戴設備的理想選擇,通過擺動幅度以及高度檢測實現測量人體的熱量消耗、身體變化和運動量計算。
此外,憑借高性能電子元器件和有效的飛行控制單元,DPS310壓力傳感器還能延長無人機的飛行時間,并在無人機的飛行過程中精準偵測高度差,帶來更便捷、穩定、靈活和準確的無人機控制體驗。
毫米波雷達助力智能制造
除了壓力傳感器,英飛凌在雷達領域擁有豐富的經驗,其中,在汽車雷達市場,英飛凌全球排名第一。英飛凌出品的雷達產品同時可以支持多種應用,從汽車到工業,涉足多個市場。
其中,毫米波雷達在速度檢測、傳感精度、分辨率、方向檢測、距離測量、材料滲透性和解決方案尺寸大小等方面都頗具優勢,而英飛凌在毫米波技術的發展中發揮了不可替代的作用。
24GHz毫米波雷達是該類型產品的代表,英飛凌24GHz雷達的探測距離更遠,天線設計靈活;可以提供方向、速度、距離和到達角等信息,并具備生命體征感測功能。它具備耐濕、耐塵、耐溫的特點,根據不同的應用場景可以用于汽車、物聯網、可穿戴設備等。
在中國市場,目前英飛凌已經可以提供完整的24GHz mm Wave雷達解決方案,在安防應用、盲點偵測、智能家居等多個領域都有應用。如通過雷達對人體/運動的檢測,可以控制路燈的亮度和開關。未來,毫米波雷達也將延伸至更多工業4.0和智能制造領域。
除了24GHz雷達,英飛凌60GHz雷達實現空間和運動感測的特性為具備生命體征感測功能;采用高頻率,縮小天線尺寸;對光、灰塵或潮濕不敏感。而60GHz雷達實現人機交互的特性則包括穿透材料傳輸、高達7GHz的帶寬,可實現亞微米級分辨率;使用短波長,天線集成在封裝內。
應用實例方面,英飛凌與谷歌的高級技術與項目小組共同開發出基于雷達的感測解決方案IC,可應用于可穿戴設備、物聯網以及汽車。2015年5月30日,谷歌I/O開發者大會亮相的Project Soli的手勢識別功能就是英飛凌與谷歌合作的成果,英飛凌提供硬件,而谷歌進行軟件和算法的開發。
比結構光更出色的3D圖像傳感器
隨著智能手機人臉識別技術的普及,3D圖像識別技術已經逐漸獲得了大眾認知,根據市場預測,具備3D傳感功能的手機將從2017年的約5000萬部增長至2019年的2.9億部。
英飛凌在這一領域同樣頗有建樹,REAL3?是全球首款集成在量產智能手機中的3D深度傳感器。臉部識別解鎖功能可因此變得更智能、更快捷、更可靠。
REAL3?以飛行時間(ToF)技術為基礎,可助力實現尺寸小于12 mm x 8 mm的全球最小的智能手機攝像頭模塊。相比雙目可見光或結構光等其他3D傳感器原理而言,飛行時間技術在移動設備上的性能、大小和功耗方面更有優勢。
首先,ToF技術圖像傳感器芯片擁有超高幀率和實時性,相比3D激光傳感器的逐點掃描,能快速而又準確的獲取整體圖像的深度信息。在其他3D技術中,距離的計算要通過復雜算法進行,而ToF圖像傳感器芯片可直接測量到對象的距離。
其次,ToF在戶外性能方面非常出色,可支持940 nm光源,并且每個像素都有獨特的背景照明抑制(SBI)電路。即使有兩倍的照明峰值功率,結構光攝像頭在這種陽光條件下也不能提供任何可用的深度數據。聯想與谷歌合作推出的首款具備增強現實(AR)鏡頭的手機,就采用了英飛凌ToF技術。
應用方面,該類型的攝像頭已經確認可以高效量產,英飛凌與(pmdtechnologies)公司推出了首款基于ToF原理的深度攝像頭,樣品現已開始供貨,2018年第四季度英飛凌將開始批量生產。
傳感器為機器帶來生命力,更智能的機器則為人們帶來更優質的生活品質。隨著越來越多的傳感器融入我們的生活,“智慧城市”的愿景已不再遙遠,實現這一切自然離不開英飛凌這樣的行業領袖的推動。
在不遠未來,以服務機器人為代表的機器人產品也將逐步走進人們的生活,它們是否能夠真正擔當人們的工作與生活助手,更多優秀的集成電路產品也將是這一愿景的保證。
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