交流與互動

人與人之間的交流、互動，是通過我們的語言、耳朵、鼻子、眼睛等實現的，這些都可以看作是傳感器。

互聯網物聯網時代的來臨使得人類的交流采用了新的方式：命令界面 - 圖形用戶界面 - 多媒體界面 - (VR)虛擬現實 - (AR)增強現實 - (MR)數字化現實+虛擬數字畫面

人們總是希望機器更好的完成人類復雜繁瑣的工作，也一直在各種傳感器方面努力研究，追求做到更快，更逼真，更精準。

傳感器分類

機器人傳感器主要包括機器人視覺、力覺、觸覺、接近覺、距離覺、姿態覺、位置覺等傳感器。可分為內部傳感器和外部傳感器兩大類：

內部傳感器是以機器人本身的坐標軸來確定其位置，安裝在機器人自身中，用來感知機器人自己的狀態，以調整和控制機器人的行動。內部傳感器通常由位置、加速度、速度及壓力傳感器等組成；外部傳感器用于機器人對周圍環境、目標物的狀態特征獲取信息，使機器人和環境發生交互作用，從而使機器人對環境有自校正和自適應能力。外部傳感器通常包括觸覺、接近覺、視覺、聽覺、嗅覺和味覺等傳感器。

AR/VR應運而生

VR—Vitual Reality，虛擬現實，是利用計算設備模擬產生一個三維的虛擬世界，提供用戶關于視覺、聽覺等感官的模擬，有十足的「沉浸感」與「臨場感」。俗話說就是，你看到的所有東西都是計算機生成的，都是假的，純虛擬畫面。典型的輸出設備就是Oculus Rift、HTC Vive等等。

AR—Augmented Reality，增強現實，是虛擬數字畫面加上裸眼現實，被討論最多的AR設備是Google Glass。

MR——MediatedReality，由“智能硬件之父”多倫多大學教授SteveMann提出，是數字化現實+虛擬數字畫面。

2018 年 11 月，西安兒童醫院利用微軟 HoloLens 輔助完成了兒童顱內血管畸形切除手術。西安兒童醫院神經外科主任表示：在傳統方法中，醫生在看到二維（2D）片子之后，需要通過空間想象來疊加；AR技術本質是影像技術和影像檢查的重新展現，并且支持軟件加減、疊加，能讓手術成功率、精確率進一步提高。

VR和AR是充分發揮創造力的科學技術，為人類的智能擴展提供了強有力的手段，對生產方式和社會生活產生了巨大的深遠的影響。隨著技術的不斷發展，其內容也勢必將不斷增加，在人工智能、CAD、圖形仿真、虛擬通訊、遙感、娛樂、模擬訓練等許多領域帶來了革命性的變化。

位置傳感器：眼觀六路，耳聽八方

AR/VR由于是眼鏡形態，一旦速度太慢、沒跟上用戶的運動速度，就會使用戶產生眩暈感，體驗感糟糕。這需要一個效能比較好、高精準度的陀螺儀及加速傳感器產品來解決這個問題。Hillcrest 的BNO08X正好就是一款性能很好的軟件搭配硬件的九軸傳感器，使得眼鏡中看到的畫面非常順暢，用戶停下來的時候，畫面也不會搖搖晃晃。

為了顯示精確的畫面，當你環顧周圍時，頭盔必須以亞毫米級的精度跟蹤你的頭部運動。這是通過各種內置傳感器來實現的。有了這些傳感器提供的各種數據，頭盔就可以實現真正的“六自由度”，跟蹤頭盔可以跟隨頭部做出的任何運動。（注：物體在空間具有六個自由度，即沿x、y、z三個直角坐標軸方向的移動自由度和繞這三個坐標軸的轉動自由度）

磁力計可以測量地球的磁場，因此總是知道“磁北”在哪個方向。這樣就可以確保它指向的是正確的方向，防止出現“偏移”錯誤——即頭盔以為自己朝著某一個方向時，其實朝著的卻是另一個方向。

加速度計有幾個用途，一個是檢測重力，讓頭盔知道上方是哪個方向。智能手機自動轉換橫豎屏，靠的就是加速度計。而且正如它的名字所說，它可以測量沿著一個軸的加速度，因此它能提供有用的數據，讓頭盔知道一個對象運動的速度。

陀螺儀可以跟蹤沿著一條軸的微小偏移（例如你稍微傾斜頭部或點頭的時候），來提供更精確的物體旋轉信息。三星Gear VR沒有采用更先進的紅外跟蹤方法，而是使用了慣性測量單元（IMU），它是集磁力計、加速度計和陀螺儀為一體的“多合一”設備。與大多數智能手機不同的是，這個IMU是專門用來減少滯后現象和改善頭部跟蹤性能的。還有產生3D音頻的耳機，這樣游戲就可以添加相對于你的位置的音頻提示，讓你可以聽到好像是來自后面、上面，甚至下面的聲音。

BNO085 九軸傳感器+融合算法

智能魔戒，智能手套等產品憑借多重觸控界面和慣性傳感器，可輕易識別并檢測用戶的手指動作和手臂動作，輕松操控身邊各種電子設備，并提供諸如遙控、鼠標、觸控板、以及增強/虛擬現實設備控制器的功能，為用戶帶來強大的操控體驗，徹底將人們從顯示屏或攝像機面前解放出來。

隨著AR、VR和MR等沉浸式技術正在快速發展，一定程度上改變了消費者、企業與數字世界的互動方式。用戶期望更大程度上從2D界面轉移到更身臨其境的3D世界，從3D捕捉更豐富、更平滑的圖景，從3D獲得新的體驗。影響面包括商業、店內體驗、聊天機器人、虛擬助理、區域規劃、監控等，人們將從只使用語言的功能升級到包含視覺元素在內的全方位體驗。AR將超越VR，并滿足用戶的需求。

BNO08X將Hillcrest Labs專有高性能MotionEngine處理軟件，以及加速度計、磁力計、陀螺儀、低功耗32位ARM Cortex MO＋MCU等封裝在一個系統中,支持增強型傳感器融合算法，特別適用于VR/AR和3D音頻領域。

運行 Hillcrest 的 SH-2 固件,它包含的MotionEngine 軟件提供復雜的信號處理算法來處理傳感器數據，并提供精確的實時 3D 定位、航向、校準加速度和校準角速度以及更多高級上下文輸出。不僅如此，Hillcrest最高質量控制器方位和位置跟蹤的 6DOF IMU解決方案，即便控制器位于攝像頭視野范圍外，BNO08X也能從控制器和頭顯中獲取精準的位置。BNO08X使用SHTP (傳感器集線器傳輸協議)為UART-RVC以外的所有接口（SPI,IIC,UART-SHTP）樣式進行通信, SHTP提供了一種在BNO08X和支持多通道的主機之間傳遞數據的方法。對于需要高動態精度、低延遲和上下文/事件分類功能的應用，建議使用BNO085。

文章來源：潤欣科技Fortune微信公眾號

審核編輯 黃昊宇