

PositionSense™:提高运动传感的精度和效率
运动传感器,作为监测人与物体运动的核心元件,已成为现代生活中不可或缺的一部分,广泛应用于智能手机、可穿戴设备、AR/VR耳机及导航系统等设备中。传感器的应用场景持续扩展,帮助用户在繁忙的城市环境中导航,增强沉浸式虚拟体验,并精准追踪健身目标。然而,随着技术的进步,市场对更高精度、更快响应速度和更高能效的传感器的需求日益增长。
TDK集团旗下公司InvenSense推出了全新的SmartMotion® PositionSense™传感器。该产品采用突破性的隧道磁阻(TMR)技术,将6轴惯性测量单元(IMU)与3轴磁力计相结合,实现了可靠且节能的运动传感,从而满足了市场对高性能传感器的需求。
迄今为止运动传感器的需求与挑战
运动传感器为我们的生活带来了深远变革,从城市导航到无人机操控。例如,智能手机依赖传感器实现导航、步数追踪以及屏幕自动旋转;AR/VR系统则通过准确的运动追踪技术,为用户打造真实且沉浸式的体验。随着这些应用场景的不断升级,用户对传感器提出了更高要求:更高的精度、更低的功耗以及更快的重新校准能力,以满足日益复杂的应用需求。然而,随着市场的快速发展,以下新挑战也逐渐显现:

运动传感器技术的挑战
1. 磁干扰
磁力计对来自充电器、电池组及周边配件的磁场尤为敏锐。这种干扰会导致读数失真,进而需要耗时重新校准。
2. 漂移和重新校准
运动传感器会随时间累积微小误差,这种现象称为漂移。*1 重新校准虽能纠正误差,但这一过程通常耗费大量资源,并显著增加功耗。
3. 高功耗
许多运动传感器的功耗较高,这会缩短设备电池寿命,迫使用户在电池尺寸与续航能力之间做出权衡,尤其是对于可穿戴设备等便携式设备。
PositionSense™及其创新技术的介绍

PositionSense™ 集成了 6 轴 IMU 与 TMR 传感器
TDK推出了PositionSense™,这是一款创新型运动传感系统,旨在应对上述挑战。作为一款9轴传感器系统,PositionSense™集成了两颗芯片,分别包含6轴IMU(惯性测量单元)和3轴磁力计,能够提供准确的运动追踪、即时重新校准以及行业前沿的能效表现。其优良性能的核心源于两项关键技术:隧道磁阻(TMR)技术和增强型嵌入式数字运动处理器(eDMP)。*2通过采用这些先进技术,PositionSense™实现了更高精度与更高能效的传感性能。因此,它有望在广泛的应用场景中发挥重要作用。
・ 隧道磁阻(TMR)技术
与霍尔传感器和各向异性磁阻(AMR)技术等传统方案相比,TMR技术具有更低的功耗、更高的灵敏度以及更优异的噪声性能。这些优势使PositionSense™能够提供准确的航向与定向数据,同时大幅度地减少能耗,成为电池供电设备的理想选择。
・ 增强型嵌入式数字运动处理器(eDMP)
eDMP负责执行关键功能,例如,校准以及整合来自IMU和磁力计的数据。通过在内部处理这些任务,PositionSense™显著减轻了设备中央处理器的工作负载,从而提高整体效率,并释放系统资源以支持其他应用程序的运行。
磁强计的TMR传感器

PositionSense™焕新日常体验
PositionSense™旨在解决多种应用场景中的实际挑战,并有望显著提高现有设备的性能与用户体验。
・ 智能手机
即使在GPS信号较弱或磁场干扰严重的城市环境中,PositionSense™也能提供即时重新校准和准确的航向判断,以确保导航的精准性。
・ AR/VR耳机
PositionSense™通过准确的运动跟踪大幅度地减少漂移,并提供准确的头部和控制器跟踪,以确保平稳运行。此外,PositionSense的低功耗使用户能够享受更长的运行时间。
・ 可穿戴设备
PositionSense™在注重可靠性的应用中展现了独特价值,例如监控儿童在拥挤区域的位置以及监测老年人是否跌倒。
・ 真无线立体声(TWS)耳机
TWS耳机利用PositionSense™准确追踪用户头部的移动与方向,在游戏、通话或观影时提高空间音频的准确性,进一步增强沉浸式体验。

开启全新可能性
PositionSense™凭借其创新技术,为众多新兴应用场景与行业打开了大门。随着设备智能化程度的提高,运动感测将成为实现更先进功能的关键技术。
・ 导航系统
PositionSense™可为车辆、可穿戴设备乃至自主机器人提供准确的航向信息,从而显著提高导航精度。
・ 医疗卫生
配备PositionSense™的可穿戴设备能够实现更精准的活动追踪与跌倒监测,从而进一步增强医疗卫生与护理环境的可靠性。
・ 工业自动化与机器人技术
PositionSense™的高精度运动追踪能力可提高制造与物流效率,推动工业自动化的进一步发展。
・ 游戏外设、电动工具与物联网设备
PositionSense™解决了传统传感器的局限性,使研发人员能够在无妥协的情况下进行创新,从而打造更智能、更有效的设备。

回顾PositionSense™的开发历程,TDK集团旗下InvenSense软件工程副总裁Rosa Chow表示:“开发PositionSense™是一个复杂的过程,需要在精度、效率和适应性之间找到平衡,以满足现代应用的多样化需求。我们面临的一大挑战就是在高磁干扰环境中实现无缝重新校准,例如由无线充电器或其他附件引起的干扰。通过集成先进的TMR技术和片上校准软件,我们成功克服了这些障碍,提供了一种在现实条件下可靠运行的解决方案,并为能效树立了新标杆。”
TDK的PositionSense™通过整合TMR技术、6轴IMU和增强型eDMP,成功解决了传统传感器的诸多挑战。因此,PositionSense™能够支持下一代运动感测技术,具备优良的准确性、有效性和可靠性。这一创新技术的广泛应用将推动更智能、更高性能设备的诞生,从而推动未来运动传感技术的显著进步。如需了解更多产品详情,请访问InvenSense官方网站: InvenSense。
术语
- 漂移:由于温度、气压和磁场变化等因素,传感器测量值随时间变化而变化。
- eDMP :内置数字处理器,通过运动传感器实现了更有效的数据处理。该处理器不仅显著减少设备CPU的负载,还可减少功耗并提高响应速度。