MEMS微慣性導(dǎo)航技術(shù)在目前得到了很多應(yīng)用，可以說(shuō)，MEMS微慣性導(dǎo)航在未來(lái)也是主力之一。為增進(jìn)大家對(duì)MEMS微慣性導(dǎo)航的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)MEMS微慣性導(dǎo)航的發(fā)展歷史、MEMS微慣性導(dǎo)航的分類(lèi)予以介紹。如果你對(duì)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(guó)火箭先驅(qū)羅伯特·戈達(dá)德(ROBERT GODDARD)試驗(yàn)了早期的陀螺系統(tǒng)。 二戰(zhàn)期間經(jīng)德國(guó)人馮·布勞恩改進(jìn)應(yīng)后，應(yīng)用于V-2火箭制導(dǎo)。戰(zhàn)后美國(guó)麻省理工學(xué)院等研究機(jī)構(gòu)及人員對(duì)慣性制導(dǎo)進(jìn)行深入研究，從而發(fā)展成應(yīng)用于飛機(jī)、火箭、航天飛機(jī)、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(chǎng)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(bào)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(lài)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?guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)提出的這個(gè)新一代導(dǎo)航系統(tǒng)主要通過(guò)集成在微型芯片上的原子陀螺儀、加速器和原子鐘精確測(cè)量載體平臺(tái)相對(duì)慣性空間的角速率和加速度信息，利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律自動(dòng)計(jì)算出載體平臺(tái)的瞬時(shí)速度、位置信息并為載體提供精確的授時(shí)服務(wù)?！耙幻袊?guó)軍事專(zhuān)家25日在接受《環(huán)球時(shí)報(bào)》采訪時(shí)稱(chēng)，美軍所謂的新一代導(dǎo)航系統(tǒng)其實(shí)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(guó)內(nèi)方面，2014年湖南長(zhǎng)沙國(guó)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(méi)有衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)精確定位，產(chǎn)品的精度和穩(wěn)定性均已達(dá)到國(guó)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(hào)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(hào)或預(yù)先安裝外部設(shè)施，能夠?qū)崿F(xiàn)自主、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確定位。這是國(guó)內(nèi)首次開(kāi)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(tái)新聞聯(lián)播 、新聞?lì)l道，湖南衛(wèi)視等相關(guān)媒體也對(duì)此進(jìn)行了連續(xù)報(bào)道。

國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上也相繼涌現(xiàn)了一批進(jìn)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(shuō)用戶(hù)行走1公里，位置誤差至少20米，這是無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用需求的，會(huì)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(gè)產(chǎn)品沒(méi)有達(dá)到真正實(shí)戰(zhàn)的技術(shù)指標(biāo)，因此這部分產(chǎn)品也因技術(shù)不成熟而未能打開(kāi)市場(chǎng)。近年，業(yè)內(nèi)公開(kāi)發(fā)售的微慣導(dǎo)定位產(chǎn)品中，最高的定位精度達(dá)到了0.3%，相當(dāng)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(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用需求。

二、MEMS微慣性導(dǎo)航分類(lèi)

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(lái)說(shuō)，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(shí)用性更強(qiáng)，穿戴體驗(yàn)更佳，但是對(duì)于側(cè)移、轉(zhuǎn)彎、原地踏步等特殊步態(tài)就會(huì)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(dá)到2%的精度，走100米誤差達(dá)到2m，國(guó)外的某些產(chǎn)品采用了這類(lèi)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(yùn)動(dòng)模型開(kāi)發(fā)，精度較高，相對(duì)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(mǎn)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(zhǎng)，行走1km誤差累計(jì)3m，誤差基本可以接受。

(3) 放置在AGV、叉車(chē)等自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備上的微慣導(dǎo)模塊，獲取驅(qū)動(dòng)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(kāi)的數(shù)據(jù)，有些AGV微慣導(dǎo)產(chǎn)品已經(jīng)可以達(dá)到運(yùn)行30米，偏差5厘米的定位精度。二維碼、視覺(jué)、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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