智能传感器行业热度不减-创新案例引领未来

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来源：搜博网

2023-10-21 18:10

行业：服装

“传感器”这一话题在行业内始终保持着持久的热度，随着各领域数智化进程的不断深入，传统传感器已难以满足日益增长的需求。因此，传感器被赋予了“智能”之名，获得了强劲的发展动力，并在多个关键领域发挥着举足轻重的作用。市场研究机构TMR的《2031年智能传感器市场展望》预测，2021至2031年间，全球智能传感器市场的复合增长率将达到18.2%。随着物联网设备使用量的激增，预计到2031年，智能传感器市场规模将超过2080亿美元。

智能传感器是一种集感知、计算和通信能力于一体的设备，能够实时捕捉环境中的物理量或事件，并将其转化为可用于分析、控制或通信的数字信号。与传统传感器技术相比，智能传感器通过与微处理器/微计算机的结合，实现了从单一监测向多功能、多变量检测融合的转变，由信号转换的被动形式向主动信息处理方式发展，由单独的元器件向网络化、系统化方向迈进。

边缘决策中的智能传感器新趋势

凭借采集环境数据并通过内置处理器进行分析处理的能力，智能传感器在边缘决策中的应用日益广泛。这一趋势吸引了众多传感器厂商的关注，如Bosch Sensortec推出的BHI260AP自学习运动传感器，将人工智能融入便携式设备，实现了独特的自学习和个性化功能，使用户能够轻松进行定制化健身活动训练。随后，Bosch Sensortec又推出了性能更强大的BHI380自学习传感器，这是一款基于IMU的可编程传感器系统，结合了陀螺仪和加速度计，可实现完全自定义。BHI380不仅继承了BHI260AP在个性化运动训练方面的优势，还配备了适用于各种健身追踪功能的自学习人工智能软件，让训练与追踪变得更加简单，同时还可实现游泳风格的检测，帮助用户提升游泳能力。此外，BHI380还具备出色的性能/功耗比和小巧的体积，非常适合可穿戴设备。

意法半导体也在MEMS传感器中嵌入了可编程内核，以满足各类市场需求。其中，ISPU（智能传感器处理单元）发挥了关键作用。ISPU以专有数字信号处理为基础，采用C语言编程，在超低功率硬件电路中运用CMOS技术，实现实时混合精度AI运算。这种简化的指令集处理器允许量化的AI传感器支持从全精度到一位精度的神经网络，从惯性数据中获取充分的活动识别和异常检测精度。意法半导体开发的ISM330IS就装配了ISPU，使处理复杂情况的工业应用程序进入了一个全新的维度。

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AI与传感器的深度融合

除了传统的传感器厂商，商汤、旷视等AI公司也在探索AI传感器的应用。商汤智能产业研究院发布的《AI传感器：智能手机影像新核心》白皮书指出，在智能手机市场增长放缓的背景下，影像功能成为产业破局的关键。AI软件与CMOS图像传感器硬件的融合，将是智能手机影像能力持续提升的重要途径。过去几年，AI算法已经显著提升了手机的影像能力。然而，传统的方案中，图像传感和AI算法的运行在不同的硬件上完成，这会造成能耗资源的浪费，并难以处理一些需要及时响应的场景。白皮书强调，融入了AI技术的CMOS图像传感器可以充分发挥原始光信号的价值，在设备获取视觉信号的初始阶段就进行优化和处理，增强真实世界感知、提高图像和视频的质量，同时最大限度地降低设备功耗并增强数据安全性。

多传感器信息融合技术

即使在AI的加持下，单一的传感器信息仍然难以满足产品的需求。因此，为目标产品安装更多的传感器，通过获取多个传感器的信息源来解决问题成为了必然的选择。多传感器信息融合技术借助特定准则的引导，利用现代计算机技术观测和分析多传感器数据，对信息进行排序并整合互补信息，从而对目标作出准确预估。该技术模拟了人类大脑获取、理解、分析和处理感知信息的整套流程，利用多个传感器的信息从不同的角度弥补计算机感知完整性的不足。在自动驾驶领域，多传感器信息融合技术的应用尤为关键。例如，CMOS摄像头在恶劣天气下能力受限，而雷达在分辨率上有所不足。通过将摄像头与LiDAR和雷达等其他传感技术相结合，可以为自动驾驶系统提供更丰富的真实世界模型，以决定行动方案或计算输出。

高性能与低功耗的双重追求

功耗一直是传感器领域关注的重要话题。随着越来越多的传感器使用可再生能源供电，如太阳能或风能，这提高了物联网设备的可靠性和寿命，特别是对于那些部署在偏远或难以到达的地方的设备。低功耗现如今已成为传感器发展的必然路径。低功耗传感器通常意味着设备的散热需求较低，可以减小设备的尺寸和重量，并降低传感器系统的整体成本。同时，低功耗设计还可以提高系统的稳定性和可靠性。例如，在雷达传感器领域，60GHz和77GHz雷达传感器取代了24GHz雷达传感器，具有更高的分辨率、更高的精度和更小的外形尺寸。然而，高性能60GHz和77GHz片上系统传感器在功耗预算紧张的应用中受到限制。为此，德州仪器推出了IWRL6432和AWRL6432等新型雷达传感器，采用低功耗架构，支持在工业、个人电子产品和汽车应用中使用雷达。这些特点使得高性能雷达传感器能够应用于电池供电和线路功率有限的应用中。

综上所述，智能传感器在行业的热度不减，随着技术的不断创新和应用领域的拓展，智能传感器将在未来发挥更加重要的作用。