美國軍工專(zhuān)用磁力導航芯片，迷倒大疆俘獲Oculus

目前制約智能運動(dòng)手表/兒童手表的一個(gè)最大障礙是GPS的功耗，因為一旦開(kāi)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(guò)，上周，昌旭見(jiàn)到了來(lái)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應用的功耗巨幅減小，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)是GPS配合九軸傳感器PDR應用，通過(guò)他們的“完全異步”的算法架構，能將現在每秒找一次“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(zhuān)注于磁力導航及算法的公司——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，因為他們之前的業(yè)務(wù)用在美國軍方與行業(yè)應用較多，當時(shí)公司成立時(shí)的主要業(yè)務(wù)是向US Army SBIR出售部隊士兵導航用的模塊與算法全套方案。不過(guò)，過(guò)去幾年，他們也是消費電子市場(chǎng)的幕后英雄：九軸傳感器的領(lǐng)導廠(chǎng)商之一ST意法半導體向PNI購買(mǎi)了九軸sensor fusion的算法，而另一家領(lǐng)導廠(chǎng)商博世也剛剛成為他們的授權客戶(hù)。“成立初期我們的第一款產(chǎn)品是磁傳感器，被用于部隊與汽車(chē)電羅盤(pán)中，幾乎超過(guò)90%的汽車(chē)電羅盤(pán)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(shuō)道。他舉了一個(gè)例子，他們的磁傳感器用于手qiang的瞄準器中，可以實(shí)現定位精度0.3度。“所以，我們的算法是經(jīng)過(guò)了近30年積累的。”他解釋?zhuān)娪玫膫鞲衅鳟a(chǎn)品貴且體積可以稍大些，算法容易精準；而消費電子用的傳感器便宜小巧，對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，對于消費電子產(chǎn)品具有非常大的價(jià)值。

可以說(shuō)，過(guò)去幾十年，他們都是幕后英雄，積累了大量的算法數據，他們的磁傳感器模塊也賣(mài)到了很多領(lǐng)域。但是，由于他們的磁傳感器體積較大，無(wú)法用于手機等移動(dòng)消費電子市場(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，做成一個(gè)“芝麻大小”的sensor hub芯片，配合第三方的傳感器，用于廣闊的消費電子領(lǐng)域，“我們的目標就是將之前的定制的專(zhuān)業(yè)級算法，推向需要快速上市的消息電子市場(chǎng)，并且創(chuàng )造新的應用場(chǎng)景。” George Hsu說(shuō)道。

他們已為這個(gè)SENtral sensor hub開(kāi)發(fā)出很多成功的應用場(chǎng)景。除了上面提到的用于智能運動(dòng)手表/兒童手表外，還包括未來(lái)幾年可能會(huì )非常熱的“超級自拍無(wú)人機follow me”、“虛擬現實(shí)頭盔”等等應用，他們也正在與客戶(hù)開(kāi)發(fā)當中。此外，深圳地區備受關(guān)注的“宜停車(chē)”系統，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針對小巧型消費電子產(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），里面集成了計算所需的處理能力，其內核是32位的ARC處理器，可以大大減小消費電子產(chǎn)品比如智能手表或者手機中主芯片的負荷。“因為我們的架構是完全異步的，這使得我們可以獲得高速性能。舉例來(lái)說(shuō)，Gyro是最快的，然后是g-sensor,再后是磁傳感器。并且，對于不需要經(jīng)常執行的計算，我們可以大大降低主芯片MCU的工作量。”他解釋。

當然，他最重要的“秘密武器”是配合PDR（室內定位）應用時(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)現精準定位。其它方案需要每秒鐘找一次星，而他們可以實(shí)現幾分鐘找一次星，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，他們沒(méi)有強大的主處理器，所以憑借我們的算法，也可以實(shí)現精準的PDR應用。當然，SENtral更受歡迎的是智能手表廠(chǎng)商，可以完全解決目前GPS吃電的痛點(diǎn)。”George Hsu說(shuō)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(wú)人機follow me”將會(huì )是超級自拍的終結者

來(lái)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對于他們的SENtral sensor fusion算法芯片在無(wú)人機市場(chǎng)的應用十分看好，也對這個(gè)市場(chǎng)未來(lái)的民用空間十分看好。“從目前來(lái)看，無(wú)人機還主要是在商業(yè)應用與軍用，在消費者市場(chǎng)的比例不到5%，但是從我們了解的信息來(lái)看，幾乎包括所有主流的手機公司都希望進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域，他們對于手機與無(wú)人機聯(lián)動(dòng)的Follow me應用十分看好。”他說(shuō)道。而根據調研公司KPCB的數據，2015全球的無(wú)人機市場(chǎng)將可以達到430萬(wàn)臺，增長(cháng)超過(guò) 167%。

圖：無(wú)人機follow me是未來(lái)的大熱點(diǎn)

2016年，除了下面傳統的大疆、GoPro、3D Robotics等無(wú)人機制造商以外，很多手機公司也會(huì )加入這個(gè)市場(chǎng)，而他們的切入點(diǎn)則是用手機遙控飛機的follow me，到時(shí)喜歡自拍的玩家，可以用無(wú)人機實(shí)現“前后左右”超級自拍了。

針對這個(gè)市場(chǎng)，PNI提供了一套需同時(shí)用于手機與無(wú)人機的方案：手機中是一個(gè)集成SENtral sensor hub與m3處理器以及算法的模塊，無(wú)人機中也要安裝相應的算法，這樣可以以十分低的功耗實(shí)現室內與室外的follow me超級自拍。這套導航定位算法方案大約8美元。“無(wú)人機中GPS＋九軸的PDR應用，手機中安裝相對應的App，就可以實(shí)現超級自拍了。” George Hsu說(shuō)道，“而基于我們的算法可以實(shí)現極低的功耗，因為我們不用頻繁地啟用GPS。”

當然，他們的算法芯片也可以獨立出售給手機，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+無(wú)人機，實(shí)現“前后左右”360度超級自拍。

圖：全球主要的傳統的無(wú)人機公司。但是，未來(lái)手機公司肯定會(huì )進(jìn)入。

Oculus頭盔對他們的算法很滿(mǎn)意

“2年前，Oculus考查了我們的算法，通過(guò)各種測試，對我們PNI的算法非常滿(mǎn)意?？上?，后來(lái)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很遺憾地對本刊首席分析師昌旭說(shuō)道。

采用九軸傳感器的VR裝置，比如虛擬頭盔，對于sensor fusion的算法要求非常高，在實(shí)現體感功能的VR頭盔中，快速精準地定位(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)的應用，未來(lái)有很大的機會(huì )。雖然失去了Oculus這個(gè)大客戶(hù)，他很欣慰地看到中國的很多廠(chǎng)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(chē)”采用了PNI的磁傳感器

深圳路邊臨時(shí)停車(chē)收費管理系統——“宜停車(chē)”自推出后雖然遭受不少吐槽，但是，它確是智能停車(chē)應用的一次革命，消費者將車(chē)停在路邊相應的位置，就可通過(guò)手機對停車(chē)費用預付費，它會(huì )按停車(chē)的時(shí)間來(lái)收取費用。昌旭看了一下，大家的吐槽點(diǎn)都聚焦在收費管理體系上，但是對于停車(chē)收費的智能定位系統是沒(méi)有質(zhì)疑的。這個(gè)停車(chē)智能定位檢測就是采用了PNI公司的磁傳感器及算法。

“每臺車(chē)的磁力都不一樣，我們稱(chēng)之為汽車(chē)的磁力指紋，通過(guò)檢測每臺車(chē)的磁力指紋來(lái)判斷該車(chē)是否停在所需付費的車(chē)位。”PNI創(chuàng )始人、主席兼CTO George Hsu解釋。而用來(lái)檢測的磁力傳感器模塊則如下：

圖：宜停車(chē)的每個(gè)車(chē)道下都裝有此磁力傳感器檢測模塊。PNI的磁力傳感器精度高，是美國軍 隊與汽車(chē)廠(chǎng)商的主要供應商。