- 與MEMS的傳感器融合：50,000英尺的視圖
- 來源：賽斯維傳感器網 發表于 2019/1/1
與MEMS的傳感器融合：50,000英尺的視圖
傳感器融合 - 來自多個傳感器的數據的智能組合，以提高應用或系統性能 - 使MEMS行業充滿希望。具有潛在吸引力的優勢包括能夠滿足或超越異構嵌入式系統（包括移動手機和平板電腦）的功耗，性能和成本要求 - 傳感器融合正在迅速進入商業化階段。
我們對幾家MEMS工業集團（MIG）成員公司就其各自的傳感器融合方法進行了調查，展示了解決方案的行業快照。對于STMicroelectronics的MEMS產品營銷經理Jay Esfandyari，“傳感器融合使用一組數字濾波算法來彌補各個傳感器輸出精確動態信息的缺點，例如可能用于基于位置的傳感器。”雖然“傳感器融合”在技術詞典中占據了一席之地，但“多傳感器數據融合”更準確地描述了這一功能。
Movea全球營銷經理DaveRothenberg加入ST的數據融合“陣營”。他解釋說，隨著“其他傳感器在設備中越來越常用，我們也看到了支持新數據源的需求。數據融合不僅包括來自傳感器的數據，還包括來自地圖數據和生物力學數據等來源的數據�！�
根據飛思卡爾半導體系統工程師Mike Stanley的說法，在傳感器融合方面，整體大于其各部分的總和�！皞鞲衅魅诤献屧O計師可以權衡各種傳感器的優缺點，從而實現更大的優化，”他指出�！袄脗鞲衅髦g已知的數據冗余并利用系統傳遞函數，動力學或運動學知識，傳感器融合提高了計算結果的整體質量和噪聲水平。”
Kionix營銷總監EdBrachocki確定了傳感器融合的技術驅動因素�！耙苿硬僮飨到y，如微軟Windows 8和谷歌Android，”他表示，“越來越多地支持使用多個傳感器的應用程序。他們正在推動對靈活，可擴展的軟件解決方案的需求，這些解決方案允許對資源進行智能管理�！�
作為更大的MEMS生態系統的成員，這些MIG成員在解釋“它是什么？”時分享了很多共性。和“為什么？” 傳感器/數據融合。但它是“它是怎么回事？” 這揭示了一些有趣的變化。
融合庫
博世Sensortec的電子羅盤傳感器融合庫支持3軸地磁傳感器和3軸加速度計的組合。該軟件支持6個自由度（DOF），提供傾斜補償，校準電子羅盤，并校正磁偏移和加速度計輸出數據。
在2012年國際消費電子展上，博世Sensortec通過增加對其新型消費者3軸陀螺儀的支持，將其產品從6軸解決方案擴展到完整的9 DOF傳感器融合庫。傳感器融合軟件為制造商提供了完整的即插即用系統解決方案，用于導航和運動控制。
博世Sensortec為客戶提供適用于各種Android，Windows Phone和其他操作系統架構的傳感器融合解決方案的軟件庫版本。
博世傳感器全球營銷總監Leopold Beer表示，傳感器融合的好處是雙重的：“智能傳感器融合軟件不僅將原始傳感器數據添加到一個系統中，還通過高級算法增強了最終輸出。使設計人員擺脫在單一應用中集成異構傳感器的挑戰，從而加快設計到交付周期�！�
融合代碼
對于其磁羅盤，飛思卡爾提供先進的6軸（加速度計和磁力計）融合代碼。該公司包括硬/軟鐵磁補償解決方案，可自動糾正由多種形式的磁失真引起的誤差。他們還提供直接在MMA955xL智能運動感應平臺上運行的測距代碼。
用于飛思卡爾基本電子羅盤的傳感器融合軟件（稱為Ecompass）在源代碼中提供，僅供飛思卡爾的Xtrinsic傳感器使用。計步器和高級磁力計補償程序僅保留用于飛思卡爾產品。
飛思卡爾正在開發一種9軸解決方案，該解決方案將利用陀螺儀補償磁力計和加速度計讀數。2012年，該公司將與Android / Windows堆棧中的更高級別接口，以提供基于位置的服務，增強現實和其他高級應用程序的信息（參見圖1）。
圖1：飛思卡爾的Xtrinsic傳感器融合算法使設計人員能夠利用需要多種傳感技術的智能手機，平板電腦和其他智能移動設備擴展用戶體驗，并轉向智能傳感系統。
可擴展融合
在2012國際消費電子展上，Kionix推出了傳感器融合解決方案。完全可擴展，新的傳感器融合軟件可用于加速度計和磁力計（AM），加速度計和陀螺儀（AG），以及加速度計，磁力計和陀螺儀（AMG）組合。Kionix軟件面向智能手機，平板電腦和其他移動設備，支持實時，浮點和32位手機操作系統 - 包括Android和iCore Windows 8。
新軟件可與兼容的Kionix傳感器一起使用。它還支持第三方傳感器以及第三方或定制開發的軟件，用于手勢識別，活動監控或其他所需功能。
融合套件
意法半導體的iNEMO發動機傳感器融合套件基于卡爾曼濾波器理論，采用一套自適應預測和濾波算法，可以識別來自多個傳感設備的所有復雜信息，包括加速度計，陀螺儀（圖2），羅盤和壓力傳感器。
圖2：iNEMO Engine Sensor Fusion套件支持STMicroelectronics陀螺儀等復雜設備，此處以橫截面顯示，以確保高精度和高分辨率。
該軟件可自動校正傳感器之間的測量失真，不準確性和干擾，從而提高運動感應真實感。意法半導體的iNEMO引擎傳感器融合套件包括iNEMO Engine Lite，一個用于運動檢測系統評估的免費軟件庫，以及iNEMO Engine Pro，這是一個編譯軟件庫，具有用于多傳感器輸出處理的數據融合算法，可針對不同的操作系統進行定制和硬件平臺。
與ST和第三方傳感器配合使用的iNEMO是“增值元件，購買了與ST傳感器一起使用的iNEMO引擎”。
不可知融合
Movea在傳感器供應商生態系統中處于獨特地位。Rothenberg解釋說，該公司“與傳感器無關，與其產品的多個版本中的所有主要傳感器供應商合作�！�
他深入了解了Movea的軟件解決方案：“運動化學”，通過該解決方案，它確定了人體運動的基本要素�！斑@些'原子'元素可以結合起來創造更豐富，更復雜，最終用戶運動特征的分子。然后我們開發一個靈活的'化學'框架，其中包含允許我們和我們的客戶快速創建新的高價值原型的工具功能通常在幾天之內。“
當被問及傳感器融合將如何演變時，Rothenberg預測移動設備將發展為具有不同傳感器的“傳感器集線器”。他補充說，除了加速度計，磁力計和陀螺儀之外，Movea還在處理壓力和聲音。
一個好的開始
隨著MEMS運動傳感硬件和軟件供應商為市場帶來豐富的傳感器/數據融合解決方案，OEM將更好地為其終端用戶應用中的動作感應功能提供更大的便利性。然而，最終消費者將成為最終的贏家，因為近期的手機/平板電腦/電子閱讀器/游戲控制器將以我們剛剛開始想象的方式吸引他們。
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