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艾迈斯欧司朗:传感器行业“追光者”

来源:荣格 发布时间:2024-02-06 372
智能制造传感器 市场趋势
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作为现代智能化体系感知信息的媒介,各种不同类型传感器就像人的“五官”,感知周围环境并把相关数据传递给系统,协助构建数字化世界。

    “2023年是整个行业振奋人心的一年,尽管市场环境充满挑战,但微型化、集成化以及节能化等技术趋势已发展到全新高度。2024年,这些趋势仍将继续,因此,光电技术将在汽车、智能手机、工业机器人及医疗设备等新型应用领域愈加普及。”艾迈斯欧司朗CEO兼董事会主席Aldo Kamper在新年致辞中如此表示。


    作为一家全球著名光学解决方案供应商,艾迈斯欧司朗长期深耕于传感与光学技术领域,在长达110多年的发展历程中,以关键技术为汽车、消费、工业和医疗市场开发突破性应用场景,在数字化、汽车出行、工业4.0/5.0、垂直农业、节能提效、元宇宙、先进医学成像、AR/VR、手机和可穿戴设备上先进的生物特征识别技术等领域取得了重大发展,目前已授予和已申请的专利超过15,000项。


    构建智能生态的“感官”


    作为现代智能化体系感知信息的媒介,各种不同类型传感器就像人的“五官”,感知周围环境并把相关数据传递给系统,协助构建数字化世界。而且,这些传感器往往比人的感官更敏锐和强大,能获取超出人类感官范围的信息,例如红外辐射、次声波、磁场等。


    在全球智能化发展的浪潮中,传感器技术的发展也更为蓬勃,被开发出越来越多的应用场景。过去一年中,艾迈斯欧司朗在传感器领域取得了多项成就,例如:接近传感器TCS3720荣获电子发烧友2023中国人工智能卓越创新奖——最具创新价值产品;图像传感器Mira050荣获维科杯·OFweek 2023人工智能行业技术突破奖和2023 EE Awards亚洲金选奖年度企业奖及产品奖;多通道光谱传感器TCS3449荣获2023全球电子成就奖 (WEAA)年度传感器奖;AS5247U高分辨率旋转位置传感器荣膺“芯向亦庄”2023汽车芯片50强等。

 

   


    艾迈斯欧司朗AS5247U高分辨率旋转位置传感器荣膺“芯向亦庄”2023汽车芯片50强


    在艾迈斯欧司朗影像及传感产品市场总监Julia Stuebinger看来,公司旗下研发的传感器产品有一些非常独特的优势,例如小尺寸和低功耗。艾迈斯欧司朗通过运用创新型技术,使得产品在体积小的情况下,也能保证性能的优良。此外,由于在产品研发过程中保证了更好的量子效率,因而产品的敏感度也非常高,不管在高光度还是低光度环境下都很好地发挥性能。因此,当这些传感器和产品集成时,就能让系统变得更加高效。


    应用的落地


    据了解,艾迈斯欧司朗的传感器产品类别囊括环境光/色彩/光谱及接近传感器、dToF传感器、电容传感器、位置传感器、IVT传感器、CMOS成像传感器以及温度传感器,其解决方案应用于智能手机和可穿戴设备、智能家居和智能楼宇、工业自动化、医疗技术和互联车辆等。


    以艾迈斯欧司朗Mira系列图像传感器为例,其具有高帧率的优势,可提供单色、多色甚至包含红外数据的图像,从而快速提供高质量的数据。得益于AI增强成像,Mira系列可满足增强现实和虚拟现实(AR/VR)产品的需求,适用于无人机、机器人、自动驾驶汽车等工业应用以及智能门锁等消费电子设备。


    此外,Mira系列图像传感器与包含集成机器学习算法的AI处理器相结合,能够在人与智能产品(特别是自动移动机器人)互动或协作时提升安全性。高质量的图像识别传感器和AI处理器可以识别在场人员并解析其所在环境,还可使用不同的操作规则以确保互动安全。因此,其非常适用于智能家用电器、移动或可穿戴设备的身份验证、扫描和捕捉,也适用于机器人视觉的工业需求。它们具有AGV所需的精度和质量,能够实现物体检测和规避,使自动化导引车即使在受控环境之外也能自主移动。

 


    在智能汽车的发展道路上,安全性始终是至关重要的考虑因素,而HOD(Hands Off Detection,离手检测)技术正被越来越多的汽车引入自动驾驶的技术范畴中。HOD技术能够通过传感器检测驾驶员是否将手放在方向盘上,如果驾驶员的手离开方向盘超过一定时间,系统会发出警告。因而,该技术可以有效提高驾驶员在自动驾驶过程中紧急避险能力,从而增加驾驶安全性。


    艾迈斯欧司朗研发了一种新型的阻抗计量解决方案(也称为是I&Q正交法)来实践HOD技术方案。这种方法利用两个正交的解调分量来分别测量电阻R和电容C,通过这种正交解调的方式,可以将阻抗包含有电阻成份和电容成份分离,并分别测量。进一步通过矢量的计算方法来得到一个代表阻抗的矢量值。


    整个系统由传感器、发射器、接收器和输出接口组成。通过发送一个正弦波电流在负载上,负载由方向盘系统的本身阻抗及手握方向盘引起的阻抗变化所组成,通常来说,负载中的电阻的大小决定负载上的电压信号的幅度大小,而电容成份会决定负载上有信号相位的变化大小。负载上的电压信号经过采集放大和滤波后,输入到同相和正交解调器。同相解调器测量信号的同相分量(I),而正交相检测器测量信号的90度相位差分量(Q)。得到对应电阻成份的的I和对应电容成份的Q分量,通过滤波器(Filter)处理,以去除噪声,并进行偏移补偿性。最终自动测量的结果是负载的阻抗中电阻和电容的变化量。

 


    在实际的车辆应用检测解决方案中,会在其中嵌入一个电极。当手接触方向盘时,人体与电极间的电容和电阻值发生变化,从而改变了振荡信号的幅度或相位,这个信号一般在45-125KHz之间。这种方法的优势在于能够更准确地区分电阻和电容,从而准确测量出阻抗。而且不受湿手、手套等影响,也不会通过在传感器附近放置物体来进行作弊,能够很好的识别出寄生电阻。因此能够在复杂的车辆环境中准确地检测人手离开方向盘与否,从而提高系统的可靠性和用户体验。



艾迈斯欧司朗AS8579方向盘离手检测方案荣获2023弗戈汽车创新技术大奖


    “根据国际货币基金组织(IMF)等机构的展望,中国在2024年仍将是全球增长的关键引擎,而艾迈斯欧司朗将作为增长引擎,继续在汽车、消费电子、医学成像以及工业技术等领域发挥自己的关键作用。”Aldo Kamper最后总结道。

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