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高性能惯性传感器助力运动物联网

时间:2018-09-26 09:35来源:五速科讯 作者:eleven 点击:
高性能惯性传感器助力运动物联网 Bob Scannell 下载 PDF 在激增的高质量传感器、可靠连接和数据分析的共同推动下,工业效率迈上了新的台阶,而不断提高这些智能节点的自动化和移动

高性能惯性传感器助力运动物联网

Bob Scannell 下载 PDF

在激增的高质量传感器、可靠连接和数据分析的共同推动下,工业效率迈上了新的台阶,而不断提高这些智能节点的自动化和移动化程度也能带来好处。在这些情况下,对传感器节点进行精密运动捕捉和位置跟踪成为事关应用成败的核心。这样,智能农场就可以基于丰富的地理位置、传感器内容以及分析学习结果来联合利用自动化地面车辆和航空器更加有效地指导地面作业。智能手术室将经典的导引技术带到手术台上,供精密制导机械臂使用,其运用传感器融合技术来确保各种条件下的精准导引。在多个领域,基于运动的传感器成为移动应用的价值倍增器。

手机中普遍存在的消费类惯性传感器使人们对其精度普遍感到失望,因此,在推动运动物联网(IoMT)的概念方面,迄今都没有什么成效。然而,新型高性能工业传感器能支持精确的角度指向和精确的地理定位性能,同时还能达到必要的尺寸和成本效率要求,故而现在又做好了推动运动物联网发展的准备。

工业系统智能检测的推动因素

工业机械和流程最具价值的进步集中在有形的系统级优势上,而这通常会带来设计和实现方面的挑战,这些挑战又会发展成新的问题解决方案和业务模式。这种系统级推动因素可以归纳为三项追求,即对资源效率、关键精度和更高安全性的追求。瞄准这些横跨多个行业的改进的应用,包括跨越空中/地面/海上、室内/室外、短期/长期和人/机等,但无论如何,它们都依赖于共同的属性;即精度、可靠性、安全性和智能处理与分析,如表1所示。

表1. 运动物联网应用重要的系统属性转变成极具挑战性的设计需求

系统推动因素   应用示例   关键需求  
资源效率   精密农业;库存/资产控制;工业监控;设备预防性维护   多参数检测;地理定位;数据库入库/引用  
关键精度   工厂机器人;手术器械;建筑;车辆导航   精密;稳定性;可重复性;全工况运行  
改进安全性   无人驾驶车辆;条件监控;自动机器;急救人员   可靠性;环境免疫力;耐用性;预测分析;故障安全模式  

多种类型的传感器成为目标应用设计任务的核心。目标设计涉及的系统复杂性要求基于广泛变化的条件下慎重考虑传感器质量和鲁棒性。虽然有些行业有可能出于方便考虑而选择传感器(比如,利用手机上已经存在的传感器组合),但其他行业则会重新设计传感器组合,根据精度做出选择,将传感器智能地结合起来,以全面、可靠地覆盖目标系统状态。

智能检测

在传感器大量存在的背景下,这些已面世的智能型系统正在一些所谓的成熟行业掀起革命,把农业变成智能农业,把基础设施变成智能基础设施,把城市变成智能城市。由于传感器被部署在这些环境中以收集相关的情境信息,数据库管理和通信方面出现了新的挑战,不仅要求传感器之间的数据融合,而且要求实现跨平台、跨时间的复杂融合(例如:对跨时间的基础设施状况、前一年的农作物产量、交通状况及模式等进行基于云计算的分析),如图1所示。

 

 

 

<img src='http://www.5555ssss.com/uploads/allimg/180926/093A533U_0.jpg?w=435 ' alt='Figure 1'>

图1. 新兴工作需求将情境和运动检测与多层融合结合起来。

从设备和环境中可靠地抽取哪些信息的决定成为这些新兴应用最终效用和发展前景的主要度量指标。精度驱动效率,进而转变成必要的经济因素,同时也是确保安全、可靠运行的关键。虽然多数基础传感器可以添加简单的功能,但添加的这些简单功能却无法满足目标运动物联网应用的需求,在这类应用中,是/否、上/下、开/关等状态会被更精细的分辨率代替,添加的功能会影响传感器的选择。

运动的重要之处 (责任编辑:5速科讯)
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