Гіроскопи, акселерометри, магнітометри ... нікуди від них не дінешся. Сучасні мобільні пристрої просто зобов'язані мати в своєму арсеналі набір різних сенсорів. Зрозуміло, що чим більше датчиків - тим більше інформації з них доводиться обробляти процесору пристрої. А вже якщо це треба робити безперервно, як вимагають багато додатків для мобільних пристроїв, завдання оптимізації продуктивності і споживання пристрою стає, скажімо так, не найпростішим. А ще більше її ускладнюють складні алгоритми обробки інформації з сенсорів, що включають компенсацію перешкод, спотворень, калібрування датчиків і, що важливо, синтез нових даних про місцезнаходження і рухах пристрої (в англомовній літературі це називається sensor fusion). Допомогти в цій нелегкій справі береться співпроцесор рухів SENtral компанії PNI.
Співпроцесор - це допоміжна мікросхема, чия роль - розвантажити центральний процесор в розрахунках певного типу. "Заряджена" ефективними алгоритмами обробки даних з сенсорів мобільного пристрою, мікросхема SENtral відчутно знижує навантаження на процесор. На підставі даних, отриманих з магнітометри, акселерометра і гіроскопа, застосовуючи алгоритми калмановської фільтрації і синтезу даних, співпроцесор точно обчислює орієнтацію і переміщення пристрою в просторі. При цьому SENtral споживає менше одного відсотка потужності, необхідної для обробки цієї інформації центральним процесором (див. Малюнок).
Мал. Схема включення співпроцесора SENtral
Алгоритми, вбудовані в SENtral, включають:
- синтез даних: кватерніони дев'яти-, шестіосевого гіростабілізатора, шестіосевой електронний компас і програмний гіроскоп, а також фонова автокалібровка і придушення магнітної аномалії;
- відстеження активності: тип кроків, їх розпізнавання і підрахунок, стан і рівень активності, нахили;
- визначення орієнтації і переміщення пристрою: спосіб носіння (спереду / збоку тіла, в кишені, вушна гарнітура, можливо самонавчання). Визначення, чи знаходиться пристрій на зап'ясті чи ні;
- числення координат пішоходів (інерціальна навігація, ця можливість буде реалізована протягом 2015 року): лічильник кроків і відстані, напрямок переміщення, зона тяжіння, зміна висоти.
Сопроцессор обробки рухів SENtral підтримує всі гіроскопи, акселерометри і магнітометри, доступні на ринку. Тому він може вбудовуватися в готову систему, не вимагаючи зміни датчиків на будь-які певні моделі. Крім датчиків положення, до входів / виходів загального призначення можна підключати до трьох додаткових сенсорів, наприклад, вимірювача пульсу, вмісту кисню в крові, температури і т.д. Інформація з цих датчиків також може бути оброблена силами SENtral. А сумісність з ОС Android 4.4 KitKat робить його відмінним вибором для сучасних мобільних пристроїв.
Основні характеристики співпроцесора обробки рухів SENtral:
- точність: 2 ° (RMS.);
- частота оновлення даних: до 400 Гц;
- затримка: упродовж як мінімум видеокадра;
- виходи: курс, тангажу, крен, матриця обертання, кватерніони, дані з сенсорів;
- напруга живлення: 1,6-3,3 В;
- споживання: нормальне при частоті зрізу Калмановського фільтра 7 Гц - менше 100 мкА, пікове - 800 мкА, в режимі очікування - 5 мкА;
- частота шини I2C: 100-3400 кГц;
- розміри корпусу: 1,6 × 1,6 × 0,5 мм;
- діапазон робочих температур: від -40 до 85 ° С.
Про компанію
З моменту отримання першого патенту в 1987 р компанія PNI (Санта-Роза, штат Каліфорнія, США) лідирує на ринку технологій визначення орієнтації і розташування як для цивільних, так і військових, і наукових застосувань. Продукція PNI застосовується в безлічі електронних пристроїв, в тому числі в ігрових консолях WiiU, роботах, навігаційних системах і автоматах. Сучасні розробки компанії PNI - одні із самих економічних і продуктивних в області обробки і синтезу даних з сенсорів на світовому ринку.
