美國軍工專用磁力導(dǎo)航芯片，迷倒大疆俘獲Oculus

目前制約智能運(yùn)動(dòng)手表/兒童手表的一個(gè)最大障礙是GPS的功耗，因?yàn)橐坏╅_啟GPS定位功能，手表的小型電池那點(diǎn)電能嗖嗖地就被吃完了，這是很多在做智能手表的公司最頭痛的事。

不過，上周，昌旭見到了來自斯坦福大學(xué)的一家高科技公司，他們的“神奇算法”可以使得GPS+PDR應(yīng)用的功耗巨幅減小，簡單來說是GPS配合九軸傳感器PDR應(yīng)用，通過他們的“完全異步”的算法架構(gòu)，能將現(xiàn)在每秒找一次“星”的頻率改為幾分鐘找一次“星”，并且精度不受影響，這里的重點(diǎn)主要他們的“近30年積累的算法”。

圖：1987年，George Hsu夫婦在斯坦福大學(xué)成立了專注于磁力導(dǎo)航及算法的公司——PNI。如今，他是主席兼CTO，其夫人Becky Oh是CEO兼總裁。George Hsu是華裔，其夫人Becky Oh是韓裔。

這家公司名為PNI，雖然1987年就在斯坦福大學(xué)成立，但一般的人不知道，因?yàn)樗麄冎暗臉I(yè)務(wù)用在美國軍方與行業(yè)應(yīng)用較多，當(dāng)時(shí)公司成立時(shí)的主要業(yè)務(wù)是向US Army SBIR出售部隊(duì)士兵導(dǎo)航用的模塊與算法全套方案。不過，過去幾年，他們也是消費(fèi)電子市場(chǎng)的幕后英雄：九軸傳感器的領(lǐng)導(dǎo)廠商之一ST意法半導(dǎo)體向PNI購買了九軸sensor fusion的算法，而另一家領(lǐng)導(dǎo)廠商博世也剛剛成為他們的授權(quán)客戶。“成立初期我們的第一款產(chǎn)品是磁傳感器，被用于部隊(duì)與汽車電羅盤中，幾乎超過90%的汽車電羅盤是采用我們的磁傳感器。”公司創(chuàng)始人之一、主席兼CTO George Hsu說道。他舉了一個(gè)例子，他們的磁傳感器用于手qiang的瞄準(zhǔn)器中，可以實(shí)現(xiàn)定位精度0.3度。“所以，我們的算法是經(jīng)過了近30年積累的。”他解釋，軍用的傳感器產(chǎn)品貴且體積可以稍大些，算法容易精準(zhǔn)；而消費(fèi)電子用的傳感器便宜小巧，對(duì)于算法的要求特別是功耗要求更高了，所以他們的多年積累的算法，對(duì)于消費(fèi)電子產(chǎn)品具有非常大的價(jià)值。

可以說，過去幾十年，他們都是幕后英雄，積累了大量的算法數(shù)據(jù)，他們的磁傳感器模塊也賣到了很多領(lǐng)域。但是，由于他們的磁傳感器體積較大，無法用于手機(jī)等移動(dòng)消費(fèi)電子市場(chǎng)，所以，他們將這些完全基于物理Rooted的算法與多年的傳感器經(jīng)驗(yàn)，做成一個(gè)“芝麻大小”的sensor hub芯片，配合第三方的傳感器，用于廣闊的消費(fèi)電子領(lǐng)域，“我們的目標(biāo)就是將之前的定制的專業(yè)級(jí)算法，推向需要快速上市的消息電子市場(chǎng)，并且創(chuàng)造新的應(yīng)用場(chǎng)景。” George Hsu說道。

他們已為這個(gè)SENtral sensor hub開發(fā)出很多成功的應(yīng)用場(chǎng)景。除了上面提到的用于智能運(yùn)動(dòng)手表/兒童手表外，還包括未來幾年可能會(huì)非常熱的“超級(jí)自拍無人機(jī)follow me”、“虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔”等等應(yīng)用，他們也正在與客戶開發(fā)當(dāng)中。此外，深圳地區(qū)備受關(guān)注的“宜停車”系統(tǒng)，也是用了他們的磁傳感器整套方案，下面配合圖片昌旭一一解釋給大家。

SENtral sensor hub降低GPS功耗5倍

SENtral sensor hub是PNI針對(duì)小巧型消費(fèi)電子產(chǎn)品推出的sensor fusion算法芯片（如圖最小那一顆，尺寸僅為1.6x1.6x0.5mm，上面兩顆是他們之前的磁傳感器），里面集成了計(jì)算所需的處理能力，其內(nèi)核是32位的ARC處理器，可以大大減小消費(fèi)電子產(chǎn)品比如智能手表或者手機(jī)中主芯片的負(fù)荷。“因?yàn)槲覀兊募軜?gòu)是完全異步的，這使得我們可以獲得高速性能。舉例來說，Gyro是最快的，然后是g-sensor,再后是磁傳感器。并且，對(duì)于不需要經(jīng)常執(zhí)行的計(jì)算，我們可以大大降低主芯片MCU的工作量。”他解釋。

當(dāng)然，他最重要的“秘密武器”是配合PDR（室內(nèi)定位）應(yīng)用時(shí)，可以大幅減小找星的頻率，同時(shí)借助于他們的基于物理的優(yōu)秀的算法，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位。其它方案需要每秒鐘找一次星，而他們可以實(shí)現(xiàn)幾分鐘找一次星，所以功耗得以大幅降低。“SENtral sensor hub可以用于一些中低端定位的手機(jī)，他們沒有強(qiáng)大的主處理器，所以憑借我們的算法，也可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的PDR應(yīng)用。當(dāng)然，SENtral更受歡迎的是智能手表廠商，可以完全解決目前GPS吃電的痛點(diǎn)。”George Hsu說道。

圖：SENtral sensor hub算法芯片已用于Sony去年推出的智能手表Smart Watch 3中，今年ASUS等等公司的新一代智能手表中也會(huì)采用。

“無人機(jī)follow me”將會(huì)是超級(jí)自拍的終結(jié)者

來自于美國斯坦福的傳感器算法公司PNI創(chuàng)始人、主席兼CTO George Hsu對(duì)于他們的SENtral sensor fusion算法芯片在無人機(jī)市場(chǎng)的應(yīng)用十分看好，也對(duì)這個(gè)市場(chǎng)未來的民用空間十分看好。“從目前來看，無人機(jī)還主要是在商業(yè)應(yīng)用與軍用，在消費(fèi)者市場(chǎng)的比例不到5%，但是從我們了解的信息來看，幾乎包括所有主流的手機(jī)公司都希望進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域，他們對(duì)于手機(jī)與無人機(jī)聯(lián)動(dòng)的Follow me應(yīng)用十分看好。”他說道。而根據(jù)調(diào)研公司KPCB的數(shù)據(jù)，2015全球的無人機(jī)市場(chǎng)將可以達(dá)到430萬臺(tái)，增長超過 167%。

圖：無人機(jī)follow me是未來的大熱點(diǎn)

2016年，除了下面?zhèn)鹘y(tǒng)的大疆、GoPro、3D Robotics等無人機(jī)制造商以外，很多手機(jī)公司也會(huì)加入這個(gè)市場(chǎng)，而他們的切入點(diǎn)則是用手機(jī)遙控飛機(jī)的follow me，到時(shí)喜歡自拍的玩家，可以用無人機(jī)實(shí)現(xiàn)“前后左右”超級(jí)自拍了。

針對(duì)這個(gè)市場(chǎng)，PNI提供了一套需同時(shí)用于手機(jī)與無人機(jī)的方案：手機(jī)中是一個(gè)集成SENtral sensor hub與m3處理器以及算法的模塊，無人機(jī)中也要安裝相應(yīng)的算法，這樣可以以十分低的功耗實(shí)現(xiàn)室內(nèi)與室外的follow me超級(jí)自拍。這套導(dǎo)航定位算法方案大約8美元。“無人機(jī)中GPS＋九軸的PDR應(yīng)用，手機(jī)中安裝相對(duì)應(yīng)的App，就可以實(shí)現(xiàn)超級(jí)自拍了。” George Hsu說道，“而基于我們的算法可以實(shí)現(xiàn)極低的功耗，因?yàn)槲覀儾挥妙l繁地啟用GPS。”

當(dāng)然，他們的算法芯片也可以獨(dú)立出售給手機(jī)，或者智能手表公司，SENtral芯片加上算法，在2美元左右。如果僅用于tracking功能的配件中，價(jià)格約1美元左右。

圖：手機(jī)+無人機(jī)，實(shí)現(xiàn)“前后左右”360度超級(jí)自拍。

圖：全球主要的傳統(tǒng)的無人機(jī)公司。但是，未來手機(jī)公司肯定會(huì)進(jìn)入。

Oculus頭盔對(duì)他們的算法很滿意

“2年前，Oculus考查了我們的算法，通過各種測(cè)試，對(duì)我們PNI的算法非常滿意?？上?，后來他們出售給了facebook，這件事情就此耽誤了。” PNI創(chuàng)始人、主席兼CTO George Hsu很遺憾地對(duì)本刊首席分析師昌旭說道。

采用九軸傳感器的VR裝置，比如虛擬頭盔，對(duì)于sensor fusion的算法要求非常高，在實(shí)現(xiàn)體感功能的VR頭盔中，快速精準(zhǔn)地定位(fast tracking)是解決VR眩暈的主要途徑之一。George Hsu表示，他們的SENtral很適合這個(gè)市場(chǎng)的應(yīng)用，未來有很大的機(jī)會(huì)。雖然失去了Oculus這個(gè)大客戶，他很欣慰地看到中國的很多廠商都要進(jìn)入這個(gè)市場(chǎng)，他們目前已有不少在談的案例。

圖：fast tracking是解決VR眩暈的主要途徑之一，PNI的算法可以解決這個(gè)難題

深圳“宜停車”采用了PNI的磁傳感器

深圳路邊臨時(shí)停車收費(fèi)管理系統(tǒng)——“宜停車”自推出后雖然遭受不少吐槽，但是，它確是智能停車應(yīng)用的一次革命，消費(fèi)者將車停在路邊相應(yīng)的位置，就可通過手機(jī)對(duì)停車費(fèi)用預(yù)付費(fèi)，它會(huì)按停車的時(shí)間來收取費(fèi)用。昌旭看了一下，大家的吐槽點(diǎn)都聚焦在收費(fèi)管理體系上，但是對(duì)于停車收費(fèi)的智能定位系統(tǒng)是沒有質(zhì)疑的。這個(gè)停車智能定位檢測(cè)就是采用了PNI公司的磁傳感器及算法。

“每臺(tái)車的磁力都不一樣，我們稱之為汽車的磁力指紋，通過檢測(cè)每臺(tái)車的磁力指紋來判斷該車是否停在所需付費(fèi)的車位。”PNI創(chuàng)始人、主席兼CTO George Hsu解釋。而用來檢測(cè)的磁力傳感器模塊則如下：

圖：宜停車的每個(gè)車道下都裝有此磁力傳感器檢測(cè)模塊。PNI的磁力傳感器精度高，是美國軍 隊(duì)與汽車廠商的主要供應(yīng)商。