全方位模拟人类感知，实现更精准更自然的人机交互
2020-02-27 14:02:58 来源：麦姆斯咨询 评论：0 点击：
一直以来，我们对未来的智能生活总有这样的憧憬，身边的设备可以像人类一样感知周围环境，并能与人类交流互动，现在这一切已经接近现实。传感器，弥合了人类与数字世界的鸿沟。
一直以来，我们对未来的智能生活总有这样的憧憬，身边的设备可以像人类一样感知周围环境，并能与人类交流互动，现在这一切已经接近现实。传感器，弥合了人类与数字世界的鸿沟。例如，智能设备和机器人结合相关的软件，可以实现“看”、“听”、“闻”或“感觉”，“直观地”了解其所处环境，作出相应的响应，从而简化我们的生活。其中的关键是解译并连接来自不同传感器的信息。
据麦姆斯咨询介绍，全球半导体与系统解决方案领先供应商英飞凌（Infineon）利用人类自然感知的启发，采用了结合多种传感器的整体方案，使智能化系统可以更可靠地处理所获得的信息，并使人与机器或设备之间的交互变得更加便捷。英飞凌XENSIV™传感器产品组合包括3D/飞行时间（ToF）图像传感器、雷达芯片、MEMS麦克风、压力传感器和气体传感器等。这些智能传感器可以用于广泛的应用，例如语音识别、智能家居、智慧城市、增强现实/虚拟现实（AR/VR）、手势识别、生物识别、机器人技术、自动驾驶、无人机、智慧照明、智能家电以及警报系统等。
智能传感器模仿人类的感觉系统来感知环境，并实现数字世界和现实世界的互联
世界上最小、最强大的3D图像传感器
无论是可靠的人脸识别认证，升级的拍照功能，还是逼真的AR体验，以智能移动设备为代表的市场应用极大地刺激了各领域对3D视觉的需求。3D深度传感器在智能手机以及需要精确3D图像数据的应用中扮演着关键角色。在目前的多种3D深度技术方案中，ToF是一种特别且高效的技术。
与蝙蝠的超声波测量系统类似，ToF方案测量光束的飞行时间，并重建高精度3D图像。与其它3D传感器原理（如多目立体视觉或结构光技术）相比，ToF为电池供电设备提供了有说服力的性能、小型化和低功耗优势。
英飞凌与3D ToF系统和软件专业厂商pmd technologies合作开发了世界上最小，同时功能最强大的3D图像传感器——新款REAL3™，这款单芯片解决方案尺寸仅为4.4mm x 5.1mm，是英飞凌成功推出的第五代ToF深度传感器。凭借小巧的体积，这款芯片可以集成到最小的设备之中，还能以低功耗提供最高分辨率的数据。这款图像传感器可以提供高达VGA的分辨率。凭借英飞凌专利的背景光抑制（SBI）电路技术，其高性能像素阵列可以在每个像素上提供出色的户外性能，尤其是在日光下表现强悍。
尺寸仅为4.4mm x 5.1mm的3D图像传感器REAL3
最新一代的REAL3™芯片稳定、可靠、功能强大、高效节能，同时体积非常小。将这款芯片集成在相关设备中，可以实现手势控制，从而使人机交互基于态势感知，而无需触摸。这款深度传感器ToF技术可以在必须确保图像与原物体高度匹配的要求下，实现人脸、手部细节或物体的精确3D成像。
英飞凌和pmd合作的3D ToF摄像头模组（左），及其ToF图像传感器芯片（右）
这已经通过人脸识别，应用在无需银行详细信息、银行卡或收银员的移动支付中。基于人脸识别的移动支付，需要极其可靠、安全的高分辨率3D成像和图像数据传输。这同样适用于利用3D图像为设备安全解锁。
此外，该芯片还可以为相机拍摄更好的照片提供额外帮助，例如：增强自动对焦功能、照片和视频的背景虚化效果，以及在光线不足的情况下提高分辨率。实时的完整3D映射还可以提供更加逼真的AR体验。
新款3D图像传感器芯片（IRS2877C）的批量生产计划将于2020年中开始。此外，英飞凌还提供一款优化的照明驱动（IRS9100C），作为完整的解决方案进一步改善性能、尺寸和成本。
参考报告：
精确的雷达“视角”
雷达已经从过去复杂的尖端技术，发展成为一种在工业和消费领域越来越普及的重要解决方案。在机器人、汽车和智能家居等领域的应用日益广泛，并能与实现直观人机交互的新技术配合使用。
雷达传感器可以更轻松地在3D空间中定位目标，并且可以用于检测重要操作，对材料或动作进行分类，或用于手势控制。与无源红外技术相比，雷达在“观察”和运动检测方面具有许多优势，包括更高的精度，以及对最细微运动的精确检测，即所谓的微运动。
英飞凌XENSIV™系列中的雷达传感器产品组合包括从世界上最小的24GHz单片微波集成电路（MMIC）到高度集成的60GHz收发器。英飞凌雷达芯片具有集成天线，可以在正常条件以及黑暗、浓雾、扬尘或穿透材料的极端情况下，实现最高水平的精准“视角”。
参考报告：
《英飞凌77 GHz雷达接收器和发射器：RRN7745P和RTN7735P》
强大的运动检测
现在，智能手表等可穿戴设备以及智能手机已经采用气压传感器来精确检测高度、垂直速度和运动的细微差异。此外，这类传感器还可以监测真空吸尘器、空调和抽油烟机中的气流。越来越多的医学应用也正在通过这些精确而强大的压力传感器获益，例如智能吸入设备、呼吸面罩、跌倒检测或无创血压测量等。
英飞凌DPS368气压传感器可以精确检测高度、垂直速度和运动的细微差异
英飞凌DPS368超小型数字气压传感器能够同时测量气压和温度，是这些应用的理想选择。与其他防水压力传感器相比，DPS368气压传感器最多可节省80%的空间，提供±2cm的测量精度，而与压阻技术相比，其能耗最多可降低50%。这款数字气压传感器具备优异的防水、防潮和防尘性能（IP57）。得益于可靠的封装，DPS368可在50米深的水下维持1小时。
DPS368气压传感器采用电容测量原理，即使在温度变化的情况下也能保证高精度。该传感器将气压和温度测量功能集成在一个极其紧凑的8引脚栅格阵列（LGA）封装中，尺寸仅为2.0mm x 2.5mm x 1.1mm。DPS368的其它性能还包括高达200 Hz的测量速率，集成的FIFO储存器可储存高达32个测量结果，采样率为1 Hz的气压测量的平均功耗仅为1.7μA，压力范围为300~1200 hPa，温度范围为-40℃~85℃，温度精度达到±0.5℃。传感器测量和校准系数可通过串行I²C接口或SPI接口获得。
MEMS压力传感器的广泛应用
聆听，无惧背景噪音
无论是电话通话或网络会议，还是旅行时耳机中的主动降噪（Active Noise Cancellation, ANC），亦或使用语音操作智能设备，利用麦克风实现的“人工听觉”，已成为我们日常生活中不可或缺的一部分。
一流的MEMS麦克风和先进的音频处理，是这些智能设备能否满足消费者高要求的关键。能够在隔壁房间响应我们的语音识别系统，或者令人身临其境的高保真录音，这些都离不开具有最低信噪比（SNR）和宽动态范围的MEMS麦克风。
英飞凌XENSIV™系列中的MEMS麦克风IM69D130，为数字MEMS麦克风树立了新标杆。英飞凌携手音频信号处理和软件领域的合作伙伴，提供了高端参考解决方案，可以实现各种应用的快速部署。
英飞凌高性能数字MEMS麦克风IM69D130
最新一代的MEMS麦克风采用英飞凌的双背板MEMS技术，可提供105 dB的动态范围和高达130 dBSPL的输出线性度。应用优势包括清晰的音频信号、延长的拾音距离以及对轻柔和响亮信号（从低声说话到摇滚音乐会）的敏感度。这款高性能数字MEMS麦克风专为需要低自噪声（70dB高信噪比SNR）、宽动态范围、低失真和极高声学过载点（AOP）的应用而设计。这款MEMS麦克风的封装尺寸仅为4 mm x 3 mm x 1.2 mm，适用于高品质录音和远场语音捕捉应用。
CO2限值检测可预防疾病，基于光声光谱学的MEMS气体传感器
从科学的角度来看，CO2浓度值对健康至关重要，因为较高CO2浓度会对人体产生长期的负面影响。因此，世界卫生组织建议尽可能将室内CO2浓度控制在1000 ppm（0.1%）以内。
英飞凌凭借其MEMS麦克风的设计经验和实验过程，成功开发出一款基于光声光谱学（PAS）的新型CO2传感器。PAS是一种物理方法，适用于检测混合物中的气体成分，例如可测定室内空气中的CO2浓度。英飞凌这款CO2传感器将光声换能器、探测器、红外光源和滤光片集成在一块印刷电路板上。该传感器具有用于板载信号处理的小型微控制器、复杂的算法以及用于驱动红外光源的MOSFET。经过调制的红外光源将辐射至采样室内的混合气体。CO2在吸收红外光后，会加热并增加采样室内的压力，压力变化可通过MEMS麦克风来测量。
英飞凌Xensiv系列紧凑型PAS CO2传感器
英飞凌在2019年新推出的Xensiv PAS CO2传感器，使用了信噪比为69 dB的MEMS麦克风IM69D130。该传感器专为自噪声小、动态范围宽、失真度低、声学过载点高等场景而设计。归功于IM69D130的上述优点，气体传感器才可以测量最轻微的压力波动，因此即使只有少量气体也足以准确地测定出气体浓度。所以，其采样室也能设计得很小。与传统、具有同等性能的CO2传感器（真正的CO2测量）相比，该新型传感器的尺寸缩小了75%以上，使其成为智能建筑中需求导向的通风控制、智能家居应用中室内空气质量控制的理想选择。
延伸阅读：
上一篇：人工智能重塑音频价值链，智能语音设备利好MEMS产业
下一篇：最后一页