传感器的未来大趋势
2022-8-10 14:36:16
      让智能的世界回到原点,传感器就在这里等候。智能的基础是感知,而传感器就是感知的入口。传感器正在向智能化、思维化、分析化和诊断化的方向发展。作为一套越来越明显的智能微系统,传感器越来越呈现出独立性,并且具有自我纠错的能力。那么,传感器将以何种能力引爆未来,推动数字化转型? 
 
图1 传感器发展的二十大趋势(Source:新加坡初创咨询公司Twimbit) 
  3D传感器走向何方 
  3D深度传感器技术能够建立起三维影像,充分满足人类视觉的需要。它可以采用飞行时间ToF(飞行时间)、结构光、3D干涉等来获取三维视觉数据。其中ToF传感器在手机领域备受瞩目,为一直忙于不断提升镜头功能的手机提供了兴奋点。它利用红外传感器上每个像素的激光脉冲,对外发射并反射回来的时间差,获得三维景深,形成立体3D模型的成像技术。 
  然而,ToF镜头在手机行业却是经一次过山车的经历,“乘兴而来、扫兴而去”。2018年它的应用达到高峰,见者有份,如三星、华为、OPPO、小米等中高端机型都配置了ToF镜头。当所有人都认为这是未来手机影像的发展方向时,这种手机却又突然快速的消失。T就像快递小哥的身影,oF镜头来得快,去得也快。 
  原因很简单,ToF技术缺乏刚需应用支持,没有一款广泛使用的杀手级应用能够为ToF镜头进一步发展提供动力。ToF可以用来扫描物体的形状,然后自动建立一个3D模型。但对于普通消费者,建立了一个模型,也没有什么实际作用。带有ToF镜头的手机,能够用来当做尺子,但精度又不足够。再说了,拿手机当卷尺测量这事,谁会当真呢。 
  在当前智能世界里,任何一款硬科技,都要靠软件的同步支撑。没有软件应用,很难支撑硬件技术的迭代进步。除非元宇宙的兴起,也就是AR/VR应用,或许能够挽救TOF镜头在手机上的应用。 
  倒是扫地机器人可以将单线机械扫描式激光雷达,换成广角TOF相机,更容易形成对房间建立一个“作战沙盘”,更好地规划路径,让扫地机器人看上去没有那么傻。否则扫地机器人不是撞上桌腿,就是卷袜子和线缆,避障效果太差。但前提依然是,不能太贵。 
  而自动驾驶中行车环境的测距、感知、工业协作机器人的人机协同、智能物流车,也可以让ToF传感器真正发挥作用。但对于工业而言,ToF传感器镜头还是太贵。从产业链的角度来看,目前ToF镜头的红外传感器,主要是索尼、英飞凌、安森美、德州仪器、松下等掌控,光学镜头则有大立光、浙江舜宇光学、还有瑞声科技。CMOS图像传感器是核心部分,主要来自三家多年的恩怨对手:索尼、三星和韦尔旗下的豪威。 
  3D深度传感器,在军事上则有更大的野心。美国国防部高级研究计划局DARPA正在开发用于军事3D传感技术,以方便夜间隐蔽作业。 
  一般而言,任何自动驾驶系统通常都需要某种形式的主动照明,才能在夜间实现自主导航。但是打开前照灯或激光雷达(LiDAR)的发射系统,都会出现辐射信号。在军用场合下,它会使敌军能够远距离探测这些车辆的存在。而DARPA正在尝试利用野外环境中各种有生命和无生命物体的微弱热信号,来开发3D视觉传感器。这项“隐形大前灯”计划,会探索环境中各种热辐射所包含的信息,因为所有物体都会散发热能。DARPA的目标就是探索即使根据极少量的热辐射,捕捉信息,开发出无源传感器,从而生成3D地图以进行导航。它将大大扩展自动驾驶系统,可以隐蔽地进行运行。 
  声学传感器来了新面孔 
  声学技术最大的特点是跟其他技术的传感器相比相对便宜,可以探索各种应用。而声表面波SAW技术,广泛用于过滤器的信号处理,在智能手机扬声器上,大放光彩。在全球范围内,SAW滤波器市场主要被日本企业所占据,包括村田Murata、TDK、太阳诱电Taiyo  Yuden是代表性厂商,

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