《電子技術(shù)應(yīng)用》
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可穿戴、AR/VR、IoT,看Bosch Sensortec如何開啟智能世界

2018-03-21
作者:王潔
來源:電子技術(shù)應(yīng)用

“過去我們主要的業(yè)務(wù)來自于手機(jī),現(xiàn)在手機(jī)的市場已經(jīng)到了一個逐漸飽和的狀態(tài),所以我們開始往其他方向擴(kuò)展??纱┐鳌R/VR、智能工業(yè)技術(shù)、機(jī)器人等,未來會有很多不同的方向,這些方向都是需要更好的解決方案甚至是系統(tǒng)級的準(zhǔn)備,博世未來會針對這些去做更多的投資。”——Bosch Sensortec GmbH 亞太區(qū)總裁Leopold Beer。


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Bosch Sensortec GmbH 亞太區(qū)總裁Leopold Beer

博世有四大事業(yè)部,最大的是汽車以及智能交通技術(shù)部門,此外還有工業(yè)技術(shù)、能源與建筑技術(shù)、消費(fèi)品三大部門,亞太區(qū)銷售額占30%。博世對于工程創(chuàng)新的應(yīng)用和投資非常注重,在中國有很多投資和布局,其中的工程R&D研發(fā)占了大約10%的投資。盡管大家熟知的博世是一個和汽車業(yè)務(wù)相關(guān)的公司,但是其消費(fèi)類應(yīng)用市場占有率也相當(dāng)高,Bosch Sensortec部門主要業(yè)務(wù)就是消費(fèi)類傳感器。

2007年開始智能手機(jī)迅速發(fā)展,手機(jī)中的傳感器也越來越多,從最早的加速度傳感器,到陀螺儀、壓力傳感器、濕度溫度傳感器等大量應(yīng)用,Bosch Sensortec在手機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域也得到了快速成長??紤]到手機(jī)市場逐漸趨于飽和,以及新欣市場開始出現(xiàn),Bosch Sensortec未來會在手機(jī)領(lǐng)域帶入新的傳感器應(yīng)用,提升手機(jī)以及傳感器的價(jià)值;除手機(jī)之外,可穿戴、AR/VR、IoT更是Bosch Sensortec開啟未來智能世界的重要領(lǐng)域。

2018年3月15日,在慕尼黑上海電子展期間,Bosch Sensortec召開了新聞發(fā)布會暨媒體見面會,同期Bosch Sensortec亞太區(qū)總裁Leopold Beer先生和Bosch Sensortec微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)產(chǎn)品領(lǐng)域總負(fù)責(zé)人Ralf Schellin先生也接受了《電子技術(shù)應(yīng)用》記者的采訪,對Bosch Sensortec在可穿戴、AR/VR、IoT領(lǐng)域如何解決用戶痛點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

未來物聯(lián)網(wǎng)是一個大方向,帶來很多不同的挑戰(zhàn)。傳感器從單純提供數(shù)據(jù)的用戶界面應(yīng)用,到加入軟件算法的動作檢測應(yīng)用,到集合大數(shù)據(jù)分析和智能連接等功能的情景感知應(yīng)用,Leopold Beer介紹,Bosch Sensortec已經(jīng)準(zhǔn)備好在這些領(lǐng)域開拓其產(chǎn)品應(yīng)用,為用戶提供更適合的解決方案。


傳感器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)領(lǐng)先的應(yīng)用案例.png

傳感器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)領(lǐng)先的應(yīng)用案例

BMA400解決可穿戴領(lǐng)域的功耗問題

據(jù)IDC預(yù)測,總體的可穿戴市場從2017年的1億1320萬出貨量以18.4%的復(fù)合年增長率,在2021年將增長到2.223億;多功能可穿戴市場的增長, 不僅只局限針對健康市場,也從最基本的手環(huán)邁向混合/智能手表(從2017年的6150萬預(yù)計(jì)在2021年增長到1億4950萬)。嵌入式低功耗解決方案的需求日益增長。

可穿戴領(lǐng)域的用戶痛點(diǎn)總結(jié)為四點(diǎn):尺寸大而笨重、需頻繁充電、功能有限、設(shè)計(jì)乏味。為了克服這些長期存在的障礙,Bosch Sensortec設(shè)計(jì)出了BMA400,一款小巧但功能強(qiáng)大的MEMS加速度傳感器,專門應(yīng)對功耗挑戰(zhàn)。BMA400將超低功耗和出色的性能結(jié)合在緊湊封裝中,用電量與當(dāng)前加速度計(jì)相比減少10倍,而且性能不打折扣。加速度計(jì)的先進(jìn)功能還將令多功能可穿戴設(shè)備的運(yùn)動檢測和永不斷訊步進(jìn)計(jì)數(shù)功能不會消耗應(yīng)用處理器的功率。得益于其緊湊的封裝、集成即插即用步進(jìn)計(jì)數(shù)器,以及活動識別功能,BMA400易于集成至新型可穿戴設(shè)備中,為新穎、令人興奮和時尚設(shè)備的發(fā)展提供助力。


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BMA400


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BMA400如何解決用戶痛點(diǎn)

BMA400內(nèi)置智能電源管理系統(tǒng),能夠啟動到不同的模式,功耗最低的模式(1μA)偵測環(huán)境變化,有行為發(fā)生以后自動啟動到不同的模式,提升偵測等級。到計(jì)步器偵測等級時功耗4μA,全開時10μA。功耗表現(xiàn)是一般加速度傳感器的十分之一。

BMA400僅2.0 x 2.0 x 0.95mm3的體積大小,相當(dāng)于1996年設(shè)計(jì)的汽車的加速度傳感器的五百分之一,使得其特別適合可穿戴設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,可以設(shè)計(jì)到很微小的手表、耳環(huán)甚至眼鏡中。

功能部分,以前的加速度傳感器只能提供單純的屏幕旋轉(zhuǎn)功能,現(xiàn)在可以通過BMA400內(nèi)置的智能應(yīng)用提供給使用者更多的功能,如計(jì)步功能以及活動識別等。

設(shè)計(jì)上,由于BMA400很小,很容易集成到新型的不同的傳感器中,制造廠商可以設(shè)計(jì)出更時尚的產(chǎn)品,不會因?yàn)轶w積或者電池問題而限制設(shè)計(jì)的時尚性。

高性能BMI085應(yīng)對AR/VR場合的眩暈問題

據(jù)IDC預(yù)測,增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)和虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)頭盔市場從2017年的1370萬市場出貨量以56.1%的復(fù)合年增長率,到2021年增長到8120萬的市場出貨量。 直到2019年, VR頭盔的市場份額將占據(jù)90%的市場。 AR頭盔的市場份額到2021年將增長到四分之一。而低價(jià)位的栓頭戴式顯示器將在未來兩年內(nèi)獲得市場份額。

盡管AR/VR的相關(guān)技術(shù)已穩(wěn)步推進(jìn),但乏善可陳的用戶體驗(yàn)阻礙了其推廣,例如較為嚴(yán)重的延遲、不穩(wěn)定性和噪音會造成暈眩效應(yīng),甚至導(dǎo)致惡心和其他各種不適的癥狀。此外,諸如頭戴式設(shè)備過熱、無線數(shù)據(jù)傳輸速度和可靠性,以及價(jià)格較高等問題為全面的市場滲透提出了額外的挑戰(zhàn)。

為解決用戶體驗(yàn)問題,Bosch Sensortec推出了款高性能IMU BMI085,使制造商能夠提供真實(shí)、身臨其境的體驗(yàn),避免由延遲造成的問題。BMI085集成了高穩(wěn)定性、低延遲、低噪聲的加速度計(jì)和陀螺儀,硬件表現(xiàn)非常突出,配合軟件輸出,提供更好的性能表現(xiàn)。


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BMI085


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BMI085如何解決用戶痛點(diǎn)

BMI085通過加速度計(jì)和陀螺儀的數(shù)據(jù)融合與傾斜補(bǔ)償,解決暈眩的問題。依靠溫度補(bǔ)償和低TCO,使得其具有卓越的溫度穩(wěn)定性,長時間使用不會影響其性能。同時可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)外空間定位,在室內(nèi)就可以通過BMI085做追蹤定位。由于過去需要很多外部的輔助,現(xiàn)在只需要一個獨(dú)立式頭盔,因此性價(jià)比得到提高。

交互式投影模塊實(shí)現(xiàn)虛擬用戶界面免聚焦投影

據(jù)IDC預(yù)計(jì),全球物聯(lián)網(wǎng)(IoT)支出在2018達(dá)到7725億美元,超過原先預(yù)計(jì)在2020達(dá)到的1兆美元大關(guān)。超過300億的設(shè)備預(yù)計(jì)在2020年連接到物聯(lián)網(wǎng)。嵌入式低功耗和緊湊的解決方案的需求明顯。具備可視化用戶界面的智能家居設(shè)備,尤其是針對線上購物的小家電預(yù)計(jì)需求明顯增強(qiáng)。

IoT領(lǐng)域的用戶痛點(diǎn)也可以總結(jié)為四點(diǎn):第一,需要一個很占空間的大屏顯示;第二,移動設(shè)備的頻繁充電;第三,對于線上購物,語音控制不足以應(yīng)對所有場景;第四,對于視頻和圖片隨時投放并不是特別完善,需要一個免聚焦投影的解決方案。

對此,Bosch Sensortec推出了基于微型掃描儀的互動投影模塊,它是一個光學(xué)微系統(tǒng),高度是7mm,寬度是30mm,長度是30mm,其特色是免對焦投影、緊湊尺寸和低功耗,非常適合與家用電器、智能揚(yáng)聲器、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡、可穿戴設(shè)備等配合使用。


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互動投影模塊


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互動投影模塊如何解決用戶痛點(diǎn)

互動投影模塊采用博世獨(dú)家MOEMS激光掃描技術(shù),用于投影和感應(yīng)交互式圖像,例如菜單,小體積設(shè)備省去了顯示大屏。

超低功耗,界面只有在投影的時候才會移動,沒有投影的時候基本上不需要移動,大大節(jié)省了電源的使用,可以增長電池的壽命和使用時間。

互動投影功能使其除了語音之外,也可以配合使用在線上購物等采買互動交互界面需要的地方。

由于其采用激光束掃描技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)隨時隨地的免聚焦的投影方法,不需要被限制在固定投影介質(zhì),可以隨時放在任何一個點(diǎn)使用,圖片或者視頻可以具有彈性。

加入了互動投影模塊,普通設(shè)備將立刻擁有無限靈活的物聯(lián)網(wǎng)界面,并且得益于其緊湊且節(jié)能的特性,交互式投影模塊非常適合科幻功能,例如從智能腕表和個人移動設(shè)備投影用戶界面圖像。

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Bosch Sensortec第一代互動投影模塊演示

在慕尼黑上海電子展上,Bosch Sensortec展示的手壞是其第一代產(chǎn)品,可以將顯示屏上的內(nèi)容直接投影在手背上(當(dāng)然也可以對準(zhǔn)其他介質(zhì)進(jìn)行投影),第一代產(chǎn)品市面上可以買到,暫時沒有加入互動功能。Leopold Beer認(rèn)為智能手表具有高度客制化需求,并透露Bosch Sensortec與客戶積極研發(fā)的第二代產(chǎn)品將加入互動功能,體積也將更小、價(jià)格更低。

盡管模塊對投影介質(zhì)沒有要求,也極大地放寬了投影距離的限制,但激光光源顯然也會隨著距離增長而下降,不可能是一個無限制的距離,該模塊目前使用情景大概是0.5m以內(nèi)清晰可見,完全滿足IoT領(lǐng)域互動應(yīng)用對距離的要求。

Bosch Sensortec的消費(fèi)類傳感器在過去手機(jī)市場大量發(fā)力時獲得了充足的增長,在物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等高新技術(shù)持續(xù)發(fā)展的今天將迎來再一次的機(jī)遇,以解決用戶痛點(diǎn)為基礎(chǔ)進(jìn)行產(chǎn)品的更新與拓展也將使其更快地滲透到市場中。


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