【烽巢网-科技PRO新闻报道】
我们似乎早已习惯这样的场景
当你打开家中的冰箱时,温度湿度传感器感知环境变化自动调整温度;从室内走向室外,手机的光线传感器帮你提升屏幕亮度;倒车时,雷达传感器结合射频组件帮你监控汽车后部的盲区。
毫无疑问,无论是工业领域还是人们的日常生活,传感器已经无处不在,它们每时每刻都在帮助我们感知这个世界微妙的变化。可以说,传感器不仅是工业电子产品的神经系统,也成为了人们五官之外的“电五观”。
而对于科技前沿的机器人行业,传感器则是把冷冰冰的“机器”,进化为有灵性的“机器人”。作为集成电路领域的领先企业,英飞凌(Infineon)为汽车、工业和家电市场等各种应用提供种类繁多的传感器。而扎根中国已有20余年的它,也正加速布局迅猛发展中的中国机器人行业。
英飞凌对机器人行业的推进主要从技术创新和人才储备两方面着手,除了带来领先的半导体产品,也不断通过各种方式帮助青年工程师成长。今年5月,英飞凌赞助了大疆创新RoboMaster2018机甲大师赛,它是专为青年工程师打造的机器人科创平台,致力于培育新时代的复合型科研人才及下一代青年工程师,该大赛在近期完美谢幕。
借助英飞凌提供的压力传感器、毫米波雷达和3D图像传感器三款智能传感器,工程师们得以让机甲们实现了更为智能的运动控制。其中压力传感器DPS310用于侦测高度、垂直速度;24Ghz毫米波雷达侦测距离与速度;3D图像传感器REAL3™可以帮助辨别物体形状。
那么,英飞凌为何有能力做到这些?接下来我们谈一谈上述的这三款明星产品。
强大电容压力传感器
英飞凌压力传感器广泛应用于多个领域,如飞行稳定控制,智能家居、气象站、运动追踪、空气流量测量等,在过去10年间英飞凌销售了超过几十亿件压力传感器。
如在智能家居领域,英飞凌传感器可以用于检测窗口和门的开启,保护家庭安全;也可以用于场地环境监测,以控制气流、恒温器等。
其中,低功率数字式大气压力传感器DPS310是英飞凌当前在多个领域颇受欢迎的产品,在多方面具备卓越性能。
首先,它基于电容式感测原理,而不是大多数其他数字式压力传感器所采用的压阻原理。这保证了它能够在300hPa至1200hPa的压力范围内和-40℃至85℃的温度范围内,提供可靠、精确的性能。装有DPS310的设备,即使局部温度急剧变化也可以从容应对。
高精度模式下,英飞凌DPS310可以±5厘米的精度进行高度测量,实现精确瞬态检测。因此DPS310很适合用于室内导航和辅助定位,比如进行停车场、购物广场的楼层监测以及户外的导航。
除了可以确定某个人正在从建筑物的一层楼移动至另一层楼,在无法获得GPS信号时,它所支持的“航位推算法”也可以帮助完成数据的监测。因此,它成为了智能手机和可穿戴设备的理想选择,通过摆动幅度以及高度检测实现测量人体的热量消耗、身体变化和运动量计算。
此外,凭借高性能电子元器件和有效的飞行控制单元,DPS310压力传感器还能延长无人机的飞行时间,并在无人机的飞行过程中精准侦测高度差,带来更便捷、稳定、灵活和准确的无人机控制体验。
毫米波雷达助力智能制造
除了压力传感器,英飞凌在雷达领域拥有丰富的经验,其中,在汽车雷达市场,英飞凌全球排名第一。英飞凌出品的雷达产品同时可以支持多种应用,从汽车到工业,涉足多个市场。
其中,毫米波雷达在速度检测、传感精度、分辨率、方向检测、距离测量、材料渗透性和解决方案尺寸大小等方面都颇具优势,而英飞凌在毫米波技术的发展中发挥了不可替代的作用。
24GHz毫米波雷达是该类型产品的代表,英飞凌24GHz雷达的探测距离更远,天线设计灵活;可以提供方向、速度、距离和到达角等信息,并具备生命体征感测功能。它具备耐湿、耐尘、耐温的特点,根据不同的应用场景可以用于汽车、物联网、可穿戴设备等。
在中国市场,目前英飞凌已经可以提供完整的24GHz mm Wave雷达解决方案,在安防应用、盲点侦测、智能家居等多个领域都有应用。如通过雷达对人体/运动的检测,可以控制路灯的亮度和开关。未来,毫米波雷达也将延伸至更多工业4.0和智能制造领域。
除了24GHz雷达,英飞凌60GHz雷达实现空间和运动感测的特性为具备生命体征感测功能;采用高频率,缩小天线尺寸;对光、灰尘或潮湿不敏感。而60GHz雷达实现人机交互的特性则包括穿透材料传输、高达7GHz的带宽,可实现亚微米级分辨率;使用短波长,天线集成在封装内。
应用实例方面,英飞凌与谷歌的高级技术与项目小组共同开发出基于雷达的感测解决方案IC,可应用于可穿戴设备、物联网以及汽车。2015年5月30日,谷歌I/O开发者大会亮相的Project Soli的手势识别功能就是英飞凌与谷歌合作的成果,英飞凌提供硬件,而谷歌进行软件和算法的开发。
比结构光更出色的3D图像传感器
随着智能手机人脸识别技术的普及,3D图像识别技术已经逐渐获得了大众认知,根据市场预测,具备3D传感功能的手机将从2017年的约5000万部增长至2019年的2.9亿部。
英飞凌在这一领域同样颇有建树,REAL3™是全球首款集成在量产智能手机中的3D深度传感器。脸部识别解锁功能可因此变得更智能、更快捷、更可靠。
REAL3™以飞行时间(ToF)技术为基础,可助力实现尺寸小于12 mm x 8 mm的全球最小的智能手机摄像头模块。相比双目可见光或结构光等其他3D传感器原理而言,飞行时间技术在移动设备上的性能、大小和功耗方面更有优势。
首先,ToF技术图像传感器芯片拥有超高帧率和实时性,相比3D激光传感器的逐点扫描,能快速而又准确的获取整体图像的深度信息。在其他3D技术中,距离的计算要通过复杂算法进行,而ToF图像传感器芯片可直接测量到对象的距离。
其次,ToF在户外性能方面非常出色,可支持940 nm光源,并且每个像素都有独特的背景照明抑制(SBI)电路。即使有两倍的照明峰值功率,结构光摄像头在这种阳光条件下也不能提供任何可用的深度数据。联想与谷歌合作推出的首款具备增强现实(AR)镜头的手机,就采用了英飞凌ToF技术。
应用方面,该类型的摄像头已经确认可以高效量产,英飞凌与(pmdtechnologies)公司推出了首款基于ToF原理的深度摄像头,样品现已开始供货,2018年第四季度英飞凌将开始批量生产。
传感器为机器带来生命力,更智能的机器则为人们带来更优质的生活品质。随着越来越多的传感器融入我们的生活,“智慧城市”的愿景已不再遥远,实现这一切自然离不开英飞凌这样的行业领袖的推动。
在不远未来,以服务机器人为代表的机器人产品也将逐步走进人们的生活,它们是否能够真正担当人们的工作与生活助手,更多优秀的集成电路产品也将是这一愿景的保证。