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标题: 谁掌握了传感器，谁就掌握了物联网的未来 [查看完整版帖子] [打印本页]

时间: 2017-7-10 09:26

作者: 倪日天- 标题: 谁掌握了传感器，谁就掌握了物联网的未来

　　物联网想要走得远，要看传感器的发展程度。不管是从机器间的信息协作、测量、分析到控制，都要靠传感器来搜集信息。

　　而同时，中国想要在物联网甚至是工业物联网取得一席之地，传感器便是最适合中国的切入点。过去制造业与半导体产业的经验，将有效地协助中国在物联网的未来获得一席之地。

　　如果没有传感器来检测压力、位置、温度等重要的生产数据，工业物联网（Industrial Internet of Things，IIoT）也不会有今天的发展。基本上，工业物联网以及消费者物联网（Consumer Internet of Things，IoT）的成长，都伴随传感器市场的扩张，而传感科技的创新与研发也会刺激物联网产业的潜力与发展力度。

　　传感器仍以工业产业为大宗，占据了 31% 市场

　　工业、自动化产业的传感器需求居高不下

　　自动化产业里的传感器使用比例越来越高，诸如连网汽车、自动驾驶汽车等都对传感器有很高的需求，占传感器市场的21%；医疗业对传感器的需求也有所增长，他们依赖传感器进行病患健康状况的监测与医疗诊断，目前占了传感器市场的12%。不过，占据该市场最多的依旧是工业产业，直接占据了31% 。

　　工业应用通常会专注于产出高端产品而非高量生产，因此对传感器的需求偏向能在严苛工作环境下可靠、精准且小型的设备。随着机器之间（Machine-to-Machine，M2M）的连结协作越来越精密，传感器的任务也从被动监测，演化成主动探测预防型维护、资产控管与数据分析，协助增加生产效率。

　　在自动化流程的领域中，流程控管、流程安全、作业管理与资产利用等系统，皆需要使用传感器来测量、分析与控制系统设置。将多个传感科技与软体分析工具整合，推动生产效能、可靠性与安全的信息传播会变得更快、更准确。最后，这个产业将迎来一个成本优化又能产出高端产品的工作环境。

　　现在，为了把握这股趋势，美国、英国与欧洲的企业正积极地与科技公司合作，收购专精于即时数据管理、资产管理与传感器设备的公司，企业之间的合并与收购在传感器市场形成旋风，就是因为这样可以不受某些进入壁垒的限制。传统传感器公司也乐于与新产业区块的企业合作，而科技制造业者也跳进了这场传感器之战。

　　这样的传感器市场并购趋势，会关键性地让我们导向比现在更互联、更自动化的世界。在几个重大产业中，如制造业、物联网，随着自动化程度提升，传感器的使用也会更加普及，如此高度的市场需求以及商机无限的前景会吸引更多人加入市场。

　　传感器协助智能工厂实例：运用雷射传感器自动侦测液体，省下大把时间成本！

　　当计算机服务与数据被往上推至云端，物联网的结构性进化也将以设备作为地基，不只云端存有智能，连设备都要多一个能独立作业的大脑。在业界，已经有许多利用传感器管理生产流程、优化生产效率的创新方法。

　　装于大型器皿、桶子、桶仓的粉体与散装固体的即时标高测量、体积测量、质量测量一直都是业者的烦恼之一。要管理资产和流程，就需要非常精准的测量结果，然而大多时候这些物质的拥有者都必须手动测量这些数据，尽管有雷射科技的协助，仍然必须将流程完全停止，花上好几个小时才能得到结果。

　　不过，引入 5708 扫描器之后，业者即可在不间断工作的情况下进行这些测量，就算是难以用其他科技技术测量的粉煤灰或低介电质物质，也能确实透过传感器得到数据。这个扫描器甚至能模拟出固体物质的不规则表面，还能提供最小与最大标高、总体积，以及一个 3D 的视觉化模型。

　　另一方面，在长距离与大范围的温度控管上也必须依赖传感器。Yokogawa 设计的 DTSX3000 光纤检测科技就解决了这个问题。传统技术依靠多个监控摄影机、热电偶、电阻温度检测器或其他温度感应器，这些科技设备无论操作、安装或维护都很麻烦。Yokogawa 所研发的传感器则以每一公尺为空间单位，最多可用沿着光纤网路测量长达五十公里的温度。

　　有些传感器的研发，已经隐隐有了未来世界的影子。举例来说，一间以色列公司已经研发出全世界首件纳米科技“电子鼻”，可以闻出如炸弹、生物武器与毒素等国安威胁，且可以检测到即便是最微量的成分。该公司的 CEO Ricardo Osiroff 博士表示，这个可称为“芯片实验室”的纳米传感器，可以从气体、液体与固体样本中，探测出不同种类的化学威胁，像是炸药、生物武器等，效率大幅超出现有的技术，也完全胜过缉毒犬或其他缉毒动物的能耐。

　　物联网发展关键在于机器之间的协作，传感器就是其心脏所在

　　“传感芯片高速整合技术”可以任选不同特性的无线传感区块，组合成全新的传感芯片。例如芯片中心组合运动传感器、电容传感信号读取、省电低速处理器、蓝牙无线传输、电池电源管理电路，制作出“智能背包传感芯片”，当背包快速大幅移动时，即可能是登山者跌落山谷，可立即发出求救讯号给指定对象；芯片中心又组合形变传感器、电阻传感信号读取、RFID 无线传输、电磁波能量撷取电路，制作出“智能骨板芯片”，当受伤的骨板完全愈合，不再产生形变，就会发出讯号通知医生可以开刀取出骨板了。

　　国外大厂主要将传感器技术放入工业流程当中，中国则可以让这份技术更加贴近生活，交通、医疗、救援、穿戴式设备等都是值得投资的领域。物联网发展的关键在于机器之间的协作与信息传输，而传感器在这些机器网络以及更长远的互联世界中，扮演了不可或缺的角色。

时间: 2018-7-30 09:27

作者: 倪日天-

自动驾驶三大传感器系统-摄像头
如若要想在2021/2022的年度车型上实现SAE L4/L5的全自动驾驶功能，就需要应用多种传感器冗余系统。当今的半自动驾驶系统采用了各种各样数量和设计的雷达和摄像头系统。而高性能价格合理、能检测300米半径内信息的激光探测与测距系统开发，还处在预研阶段。大多数汽车制造商都认为，如果要实现全自动驾驶，摄像头、雷达和激光雷达这三大传感器系统缺一不可。
目前，超声波雷达、毫米波雷达和多摄像头系统已经在高端汽车上应用，随着智能驾驶发展势如破竹，环境感知技术将快速发展，进一步发挥协同作用。虽然传感器仅仅是自动驾驶汽车的一部分，但是市场前景十分广阔。因此，相关机构预计到2020年左右全球车载摄像头、毫米波雷达和夜视系统等市场都将进入快速成长期。
摄像头智能驾驶之慧眼
车载摄像头是实现众多预警、识别类ADAS功能的基础。在众多ADAS功能中，视觉影像处理系统较为基础，对于驾驶者也更为直观，而摄像头又是视觉影像处理系统的基础，因此车载摄像头对于智能驾驶必不可少。
车道偏离预警（LDW）、前向碰撞预警（FCW）、交通标志识别（TSR）、车道保持辅助（LKA）、行人碰撞预警（PCW）、全景泊车（SVP）、驾驶员疲劳预警等众多功能都可借助摄像头实现，有的功能甚至只能通过摄像头实现。
摄像头可实现的ADAS功能

车载摄像头价格持续走低，未来单车多摄像头将成为趋势。相对于车载雷达等传感器价格更加低廉，易于普及应用。特斯拉Autopilot 2.0的硬件系统中就包含8个摄像头，未来单车多摄像头将成为趋势。
根据不同ADAS功能的要求，摄像头的安装位置也不尽相同。按摄像头的安装位置不同，可分为前视、侧视、后视和内置四个部分。未来要实现全套ADAS功能，单车需配备至少5个摄像头。据高工智能产业研究院（GGII）研究院预估，摄像头随着ADAS渗透率的提升，市场规模由2016年的20亿元增长到2020年的58亿元，年复合增长率为30%。
车载摄像头的价格不断走低
前视摄像头使用频率最高，单一摄像头可实现多重功能。通过算法开发优化，单一前视摄像头可以实现多重功能，如行车记录、车道偏离预警、前向碰撞预警、行人识别等。未来也有望通过算法整合，实现更多ADAS功能。
前视摄像头一般为广角镜头，安装在车内后视镜上或者前挡风玻璃上较高的位置，以实现较远的有效距离。

侧视摄像头代替后视镜将成为趋势。由于后视镜的范围有限，当另一辆在斜后方的车位于这个范围之外就“隐身”，这个范围之外的部分就叫做盲区。因为盲区的存在，大大增加了交通事故发生的几率。而在车辆两侧加装侧视摄像头可以基本覆盖盲区，当有车辆进入盲区时，就有自动提醒驾驶员注意，这就是盲区监测系统。
目前还出现了新的潮流，那就是使用侧视广角摄像头取代后视镜，这样既能降低风阻，同时又可以获得更大更广的视角，避免在危险的盲区发生意外，宝马i8 Mirrorless概念车就采用如此设计。
汽车后视镜盲区
全景泊车系统调用车身周围多个摄像头，助泊车开启“上帝视角”。全景泊车系统通过安装在车身周围的多个超广角摄像头，同时采集车辆四周的影像，经过图像处理单元矫正和拼接之后，形成一副车辆四周的全景俯视图，实时传送至中控台的显示设备上。
驾驶员坐在车中即可以“上帝视角”直观地看到车辆所处的位置以及车辆周报的障碍物，从容操纵泊车入位或通过复杂路面，有效减少刮蹭、碰撞等事故的发生。
全景泊车系统的图像拼接技术
车载摄像头应用广泛且价格相对低廉，是最基本最常见的传感器，未来市场空间将超百亿人民币。
摄像头对于多个ADAS功能必不可少，未来单价也有望继续走低，将带动车载摄像头市场空间快速增长。根据的估算，全球车载摄像头出货量将从2014年的2800万枚增长到2020年的8300万枚，复合增长率达20%。
据此估算，全球车载摄像头市场规模将从2015年的62亿人民币增长到2020年的133亿人民币，年复合增长率将达16%。消费区域主要在美洲、欧洲、亚太等地，其中亚太地区将成为增长最快的市场。
2020年国内车载摄像头市场需求量测算
摄像头产业链主要有镜头组、CMOS（Complementary metal-Oxide Semiconductor，即互补性金属氧化物半导体）、 DSP（Digital Signal Process 即数字信号处理器）、模组封装等环节组成。
近几年，智能手机的高速增长带动了摄像头市场的蓬勃发展，但是从 2014年开始智能手机的增速已转缓，手机摄像头未来的增长率也必将放缓。随着车载摄像头市场的兴起，手机摄像头产业链各个环节的产能将向车载摄像头产业转移，预计未来CMOS、镜头、模组封装等产业链环节将继续保持高增长。

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