MEMS微慣性導(dǎo)航技術(shù)在目前得到了很多應(yīng)用，可以說，MEMS微慣性導(dǎo)航在未來也是主力之一。為增進大家對MEMS微慣性導(dǎo)航的認識，本文將對MEMS微慣性導(dǎo)航的發(fā)展歷史、MEMS微慣性導(dǎo)航的分類予以介紹。如果你對MEMS微慣性導(dǎo)航具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、MEMS微慣性導(dǎo)航發(fā)展歷史

慣性導(dǎo)航系統(tǒng)最先應(yīng)用于火箭制導(dǎo)，美國火箭先驅(qū)羅伯特·戈達德(ROBERT GODDARD)試驗了早期的陀螺系統(tǒng)。 二戰(zhàn)期間經(jīng)德國人馮·布勞恩改進應(yīng)后，應(yīng)用于V-2火箭制導(dǎo)。戰(zhàn)后美國麻省理工學(xué)院等研究機構(gòu)及人員對慣性制導(dǎo)進行深入研究，從而發(fā)展成應(yīng)用于飛機、火箭、航天飛機、潛艇的現(xiàn)代慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，然而成本及復(fù)雜性限制了其可以應(yīng)用的場合。

“微慣導(dǎo)”的概念比較早的出現(xiàn)于2013年，“2013年4月25日，據(jù)法新社報道，美軍正研發(fā)新一代導(dǎo)航系統(tǒng)，用于替代易受干擾的GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)。這一系統(tǒng)將不再依賴衛(wèi)星，它將被集成在以立方毫米為單位的超小芯片上?！泵绹鴩啦扛呒壯芯坑媱澗?DARPA)提出的這個新一代導(dǎo)航系統(tǒng)主要通過集成在微型芯片上的原子陀螺儀、加速器和原子鐘精確測量載體平臺相對慣性空間的角速率和加速度信息，利用牛頓運動定律自動計算出載體平臺的瞬時速度、位置信息并為載體提供精確的授時服務(wù)?！耙幻袊娛聦＜?5日在接受《環(huán)球時報》采訪時稱，美軍所謂的新一代導(dǎo)航系統(tǒng)其實質(zhì)是一種基于現(xiàn)代原子物理最新技術(shù)成就的微型慣性導(dǎo)航系統(tǒng)?！?

國內(nèi)方面，2014年湖南長沙國防科技大學(xué)成功研制了“基于微慣導(dǎo)的人員自主定位系統(tǒng)”，能夠在沒有衛(wèi)星導(dǎo)航信號的環(huán)境下實現(xiàn)精確定位，產(chǎn)品的精度和穩(wěn)定性均已達到國際領(lǐng)先水平。在建筑物內(nèi)部以及山區(qū)、密林等環(huán)境中，衛(wèi)星導(dǎo)航信號存在盲區(qū)，基于微慣導(dǎo)的人員自主定位系統(tǒng)，不需要接收衛(wèi)星導(dǎo)航信號或預(yù)先安裝外部設(shè)施，能夠?qū)崿F(xiàn)自主、實時、準確定位。這是國內(nèi)首次開展基于微慣導(dǎo)的室內(nèi)人員定位技術(shù)研究，中央電視臺新聞聯(lián)播 、新聞頻道，湖南衛(wèi)視等相關(guān)媒體也對此進行了連續(xù)報道。

國內(nèi)外市場上也相繼涌現(xiàn)了一批進行微慣導(dǎo)定位技術(shù)研發(fā)的公司，早期產(chǎn)品的定位精度基本上為2%~5%，也就是說用戶行走1公里，位置誤差至少20米，這是無法滿足實際應(yīng)用需求的，會延誤逃生、救援等和位置精度密切相關(guān)的應(yīng)急任務(wù)，整個產(chǎn)品沒有達到真正實戰(zhàn)的技術(shù)指標，因此這部分產(chǎn)品也因技術(shù)不成熟而未能打開市場。近年，業(yè)內(nèi)公開發(fā)售的微慣導(dǎo)定位產(chǎn)品中，最高的定位精度達到了0.3%，相當于走1公里誤差不到3米，可以適應(yīng)小于15km/h的走路、小跑、側(cè)移、后退等任意步行姿態(tài)，基本可以滿足實際應(yīng)用需求。

二、MEMS微慣性導(dǎo)航分類

微慣導(dǎo)定位技術(shù)發(fā)展比較快，主要是用于緊急救援、軍事、工業(yè)等用途，就主要應(yīng)用來說，大概分為三種：

(1) 佩戴于人員腰部的微慣導(dǎo)模塊，采用傳統(tǒng)PDR航位推算方案，精度一般。腰上的方案實用性更強，穿戴體驗更佳，但是對于側(cè)移、轉(zhuǎn)彎、原地踏步等特殊步態(tài)就會產(chǎn)生明顯的誤差積累。市面上的腰部慣導(dǎo)產(chǎn)品基本都可以達到2%的精度，走100米誤差達到2m，國外的某些產(chǎn)品采用了這類技術(shù)方案。

(2) 佩戴于人員足部的微慣導(dǎo)模塊，基于足部運動模型開發(fā)，精度較高，相對穩(wěn)定。業(yè)內(nèi)已知的最高精度為0.3%，這一精度基本上能滿足應(yīng)急任務(wù)的需求，消防、反恐、救援任務(wù)在建筑物內(nèi)行走距離不長，行走1km誤差累計3m，誤差基本可以接受。

(3) 放置在AGV、叉車等自動倉儲設(shè)備上的微慣導(dǎo)模塊，獲取驅(qū)動輪數(shù)據(jù)后，可輸出穩(wěn)健的定位結(jié)果。根據(jù)網(wǎng)上公開的數(shù)據(jù)，有些AGV微慣導(dǎo)產(chǎn)品已經(jīng)可以達到運行30米，偏差5厘米的定位精度。二維碼、視覺、激光、超寬帶等定位方式結(jié)合微慣導(dǎo)，可以極大的減小定位方案施工工作量、節(jié)約成本。

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