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可穿戴、AR/VR、IoT,看Bosch Sensortec如何开启智能世界

2018-03-21
王洁
电子技术应用

“过去我们主要的业务来自于手机,现在手机的市场已经到了一个逐渐饱和的状态,所以我们开始往其他方向扩展。可穿戴、AR/VR、智能工业技术、机器人等,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,博世未来会针对这些去做更多的投资。”——Bosch Sensortec GmbH 亚太区总裁Leopold Beer。


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Bosch Sensortec GmbH 亚太区总裁Leopold Beer

博世有四大事业部,最大的是汽车以及智能交通技术部门,此外还有工业技术、能源与建筑技术、消费品三大部门,亚太区销售额占30%。博世对于工程创新的应用和投资非常注重,在中国有很多投资和布局,其中的工程R&D研发占了大约10%的投资。尽管大家熟知的博世是一个和汽车业务相关的公司,但是其消费类应用市场占有率也相当高,Bosch Sensortec部门主要业务就是消费类传感器。

2007年开始智能手机迅速发展,手机中的传感器也越来越多,从最早的加速度传感器,到陀螺仪、压力传感器、湿度温度传感器等大量应用,Bosch Sensortec在手机应用领域也得到了快速成长。考虑到手机市场逐渐趋于饱和,以及新欣市场开始出现,Bosch Sensortec未来会在手机领域带入新的传感器应用,提升手机以及传感器的价值;除手机之外,可穿戴、AR/VR、IoT更是Bosch Sensortec开启未来智能世界的重要领域。

2018年3月15日,在慕尼黑上海电子展期间,Bosch Sensortec召开了新闻发布会暨媒体见面会,同期Bosch Sensortec亚太区总裁Leopold Beer先生和Bosch Sensortec微机电系统(MEMS)产品领域总负责人Ralf Schellin先生也接受了《电子技术应用》记者的采访,对Bosch Sensortec在可穿戴、AR/VR、IoT领域如何解决用户痛点进行了详细介绍。

未来物联网是一个大方向,带来很多不同的挑战。传感器从单纯提供数据的用户界面应用,到加入软件算法的动作检测应用,到集合大数据分析和智能连接等功能的情景感知应用,Leopold Beer介绍,Bosch Sensortec已经准备好在这些领域开拓其产品应用,为用户提供更适合的解决方案。


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传感器系统实现领先的应用案例

BMA400解决可穿戴领域的功耗问题

据IDC预测,总体的可穿戴市场从2017年的1亿1320万出货量以18.4%的复合年增长率,在2021年将增长到2.223亿;多功能可穿戴市场的增长, 不仅只局限针对健康市场,也从最基本的手环迈向混合/智能手表(从2017年的6150万预计在2021年增长到1亿4950万)。嵌入式低功耗解决方案的需求日益增长。

可穿戴领域的用户痛点总结为四点:尺寸大而笨重、需频繁充电、功能有限、设计乏味。为了克服这些长期存在的障碍,Bosch Sensortec设计出了BMA400,一款小巧但功能强大的MEMS加速度传感器,专门应对功耗挑战。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10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讯步进计数功能不会消耗应用处理器的功率。得益于其紧凑的封装、集成即插即用步进计数器,以及活动识别功能,BMA400易于集成至新型可穿戴设备中,为新颖、令人兴奋和时尚设备的发展提供助力。


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BMA400


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BMA400如何解决用户痛点

BMA400内置智能电源管理系统,能够启动到不同的模式,功耗最低的模式(1μA)侦测环境变化,有行为发生以后自动启动到不同的模式,提升侦测等级。到计步器侦测等级时功耗4μA,全开时10μA。功耗表现是一般加速度传感器的十分之一。

BMA400仅2.0 x 2.0 x 0.95mm³的体积大小,相当于1996年设计的汽车的加速度传感器的五百分之一,使得其特别适合可穿戴设备和物联网应用,可以设计到很微小的手表、耳环甚至眼镜中。

功能部分,以前的加速度传感器只能提供单纯的屏幕旋转功能,现在可以通过BMA400内置的智能应用提供给使用者更多的功能,如计步功能以及活动识别等。

设计上,由于BMA400很小,很容易集成到新型的不同的传感器中,制造厂商可以设计出更时尚的产品,不会因为体积或者电池问题而限制设计的时尚性。

高性能BMI085应对AR/VR场合的眩晕问题

据IDC预测,增强现实(AR)和虚拟现实(VR)头盔市场从2017年的1370万市场出货量以56.1%的复合年增长率,到2021年增长到8120万的市场出货量。 直到2019年, VR头盔的市场份额将占据90%的市场。 AR头盔的市场份额到2021年将增长到四分之一。而低价位的栓头戴式显示器将在未来两年内获得市场份额。

尽管AR/VR的相关技术已稳步推进,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眩效应,甚至导致恶心和其他各种不适的症状。此外,诸如头戴式设备过热、无线数据传输速度和可靠性,以及价格较高等问题为全面的市场渗透提出了额外的挑战。

为解决用户体验问题,Bosch Sensortec推出了款高性能IMU BMI085,使制造商能够提供真实、身临其境的体验,避免由延迟造成的问题。BMI085集成了高稳定性、低延迟、低噪声的加速度计和陀螺仪,硬件表现非常突出,配合软件输出,提供更好的性能表现。


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BMI085


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BMI085如何解决用户痛点

BMI085通过加速度计和陀螺仪的数据融合与倾斜补偿,解决晕眩的问题。依靠温度补偿和低TCO,使得其具有卓越的温度稳定性,长时间使用不会影响其性能。同时可以实现内外空间定位,在室内就可以通过BMI085做追踪定位。由于过去需要很多外部的辅助,现在只需要一个独立式头盔,因此性价比得到提高。

交互式投影模块实现虚拟用户界面免聚焦投影

据IDC预计,全球物联网(IoT)支出在2018达到7725亿美元,超过原先预计在2020达到的1兆美元大关。超过300亿的设备预计在2020年连接到物联网。嵌入式低功耗和紧凑的解决方案的需求明显。具备可视化用户界面的智能家居设备,尤其是针对线上购物的小家电预计需求明显增强。

IoT领域的用户痛点也可以总结为四点:第一,需要一个很占空间的大屏显示;第二,移动设备的频繁充电;第三,对于线上购物,语音控制不足以应对所有场景;第四,对于视频和图片随时投放并不是特别完善,需要一个免聚焦投影的解决方案。

对此,Bosch Sensortec推出了基于微型扫描仪的互动投影模块,它是一个光学微系统,高度是7mm,宽度是30mm,长度是30mm,其特色是免对焦投影、紧凑尺寸和低功耗,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。


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互动投影模块


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互动投影模块如何解决用户痛点

互动投影模块采用博世独家MOEMS激光扫描技术,用于投影和感应交互式图像,例如菜单,小体积设备省去了显示大屏。

超低功耗,界面只有在投影的时候才会移动,没有投影的时候基本上不需要移动,大大节省了电源的使用,可以增长电池的寿命和使用时间。

互动投影功能使其除了语音之外,也可以配合使用在线上购物等采买互动交互界面需要的地方。

由于其采用激光束扫描技术,可以实现随时随地的免聚焦的投影方法,不需要被限制在固定投影介质,可以随时放在任何一个点使用,图片或者视频可以具有弹性。

加入了互动投影模块,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。

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Bosch Sensortec第一代互动投影模块演示

在慕尼黑上海电子展上,Bosch Sensortec展示的手坏是其第一代产品,可以将显示屏上的内容直接投影在手背上(当然也可以对准其他介质进行投影),第一代产品市面上可以买到,暂时没有加入互动功能。Leopold Beer认为智能手表具有高度客制化需求,并透露Bosch Sensortec与客户积极研发的第二代产品将加入互动功能,体积也将更小、价格更低。

尽管模块对投影介质没有要求,也极大地放宽了投影距离的限制,但激光光源显然也会随着距离增长而下降,不可能是一个无限制的距离,该模块目前使用情景大概是0.5m以内清晰可见,完全满足IoT领域互动应用对距离的要求。

Bosch Sensortec的消费类传感器在过去手机市场大量发力时获得了充足的增长,在物联网、人工智能等高新技术持续发展的今天将迎来再一次的机遇,以解决用户痛点为基础进行产品的更新与拓展也将使其更快地渗透到市场中。