Windows 8 Sensor Fusion łączy żyroskop, magnetometr i akcelerometr

Microsoft pracuje nad układem, który będzie czymś więcej niż połączeniem akcelerometru, magnetometru i żyroskopu. Sensor Fusion to technologia, która połączy wyniki z trzech czujników i dostarczy tabletom z Windows 8 informacje o orientacji tak jakby to był jeden superdokładny układ.

Technologia MEMS na dobre zagościła w urządzeniach mobilnych. Obecnie większość smartfonów i tabletów wykorzystuje wykonane w tej technologii sensory do wykrycia swojej orientacji. Dane z nich przekazywane są do aplikacji, które mogą dzięki temu realizować zadania zależne od położenia smartfona czy tabletu. Niestety, jest w tym wszystkim łyżka dziegciu. Każdy z sensorów jest wyspecjalizowany w wykrywaniu danego typu ruchu i każdy z nich ma swoje wady.

Ta prosta dziś czynność, automatyczna zmiana orientacji obrazu, nie była by możliwa gdyby nie akcelerometry.

Najpowszechniej wykorzystywanymi sensorami są akcelerometry oraz magnetometry. Pierwsze mierzą ruch w danym kierunku poprzez wykrywanie przyspieszenia, jednak ich wadą jest mała dokładność. Magnetometr mierzy pole magnetyczne w trzech osiach, ale jego wadą jest powolna reakcja na zmiany pola i podatność na zakłócenia elektromagnetyczne.

Wykorzystanie każdego z tych sensorów niezależnie nie da satysfakcjonujących wyników. Połączenie danych z obydwu rodzajów sensorów (magnetometr plus akcelerometry mierzące ruch w trzech osiach) daje wynik podobny jak stosowanie sześcioosiowego detektora ruchu.

Niestety, nadal taki układ nie daje idealnych wyników, czego efektem są błędy pomiaru pozycji. Inżynierowie Microsoftu jako najbardziej dokuczliwe wymieniają błędy pomiarowe cyfrowego kompasu oraz niedostateczną czułość na ruch urządzenia, która jest wymagana przez interaktywne aplikacje 3D.

Aby poprawić jakość sygnału z akcelerometru i magnetometru, od pewnego czasu stosuje się żyroskopy MEMS. Wśród firm, które przodują w wykorzystaniu ich zalet, są Samsung i Apple.

Żyroskop wykrywa rotację w trzech osiach i jest bardzo dokładny, ale wymaga dodatkowych danych o orientacji urządzenia. Połączenie danych z akcelerometru, magnetometru i żyroskopu daje najdokładniejszą obecnie metodę detekcji ruchu urządzenia mobilnego.

Tak działa Sensor Fusion. Dane z akcelerometru i żyroskopu wykorzystywane są wprost, a także jako wsparcie dla danych z magnetometru, które połączone razem dzięki Sensor Fusion dostarczają dodatkowych precyzyjnych informacji o orientacji urządzenia w przestrzeni.

Jaka jest słaba strona stosowania trzech oddzielnych sensorów? Otóż deweloper tworząc aplikację musi tworzyć kod, który interpretuje niezależnie dane z trzech czujników. Analiza danych z każdego sensora niezależnie nadal daje mało satysfakcjonujące wyniki. Microsoft chce stworzyć coś lepszego, co zostało nazwane Sensor Fusion.

Sensor Fusion łączy działanie czujników na poziomie sprzętowym, dzięki czemu odciążony jest główny procesor smartfona czy tabletu. Na zdjęciu układ eMotion wyprodukowany przez ST Microelectronics, realizujący ideę Sensor Fusion.

Ta technologia łączy informacje ze wszystkich trzech układów i udostępnia je programom, tak jakby były to dane z pojedynczego dziewięcioosiowego precyzyjnego sensora. Każdy z zastosowanych sensorów - akcelerometr 3D, magnetometr 3D, żyroskop - uzupełnia luki w sygnale jakie są wynikiem niedoskonałości pozostałych.

Technologia Sensor Fusion ma być zintegrowana z systemem operacyjnym Windows 8, który ma trafić na tablety. Wykorzystywana będzie w grach 3D, rozbudowanych systemach rzeczywistości rozszerzonej, a także wszelkich aplikacjach, dla których położenie tabletu czy smartfona jest bardzo ważne.
 

Więcej o technologiach dla Windows 8:

• Windows 8: otwarta beta systemu już wkrótce
• Tablety z Windows 8: minimalna specyfikacja
• Windows 8: nowe narzędzia systemowe - zresetuj i odśwież
• Windows 8: Microsoft może zdalne usuwać aplikacje
• Windows Store: usługa dostępna w wersji beta systemu Windows 8
  

Źródło: Blogs MSDN, winsupersite