MEMS傳感器彌補GPS的不足

精密導航功能通常易與汽車(chē)、飛機、船舶聯(lián)系在一起，但事實(shí)上，在工業(yè)和醫療領(lǐng)域，導航功能同樣得到廣泛應用，從工廠(chǎng)機械和手術(shù)機器人到應急響應跟蹤。

導航問(wèn)題

目前有許多方案可以取得指向、駕駛、導向設備的位置、方向和運動(dòng)等信息。實(shí)際上，許多應用依賴(lài)全球衛星定位系統(GPS)的情況越來(lái)越普遍。但是，在面臨室內導航以及在處理更復雜并與環(huán)境相關(guān)的挑戰時(shí)，只靠GPS是不夠的。

對于此類(lèi)應用，可以采用不同類(lèi)型的傳感器來(lái)改善系統從異常動(dòng)作判斷實(shí)際運動(dòng)的能力。用以處理特殊導航問(wèn)題的特定傳感器，其能力不僅取決于傳感器的性能，同時(shí)也要依據應用的獨特動(dòng)態(tài)特性而定。

大多數應用包含不同的檢測技術(shù)，其中沒(méi)有任何一項技術(shù)能夠獨立地滿(mǎn)足應用要求。對于GPS，障礙物會(huì )阻斷衛星接收，因而容易發(fā)生錯誤。另一種常見(jiàn)的導航輔助設備是地磁儀，此裝置需要清晰地接觸地球的磁場(chǎng)，然而在工業(yè)環(huán)境中會(huì )有許多磁場(chǎng)干擾，造成地磁儀的可靠性無(wú)法始終處于最佳狀態(tài)。光學(xué)傳感器會(huì )受到視線(xiàn)阻礙的影響，慣性傳感器一般來(lái)說(shuō)不會(huì )受到這些干擾，但其自身也存在一些限制，例如缺乏絕對參考點(diǎn)(哪里是北方？)。

傳感器選擇　

汽車(chē)行業(yè)20年的應用歷史證明，MEMS慣性傳感器具有高可靠性，同時(shí)具有低功耗、小尺寸和低成本的優(yōu)勢，在手機和視頻游戲中的成功應用說(shuō)明它在商業(yè)上也極具吸引力。然而，現有的性能水平卻存在著(zhù)很大的差異，適合游戲的器件并不能處理高性能導航問(wèn)題。舉例來(lái)說(shuō)，精密工業(yè)和醫療導航所需的性能水平通常比消費電子設備所用MEMS傳感器的性能水平高出一個(gè)數量級。

大多數情況下，設備的運動(dòng)相對復雜(多軸運動(dòng))，因此需要完整的慣性測量單元(IMU)，可整合多達六個(gè)自由度的慣性移動(dòng)(三組線(xiàn)性與三組旋轉)。

舉例來(lái)說(shuō)，ADI公司的ADIS16334 iSensor IMU能夠適應許多工業(yè)儀器和汽車(chē)應用。許多情況下，可以整合四個(gè)或更多的額外自由度，包括三軸磁力檢測和單軸壓力(海拔高度)檢測。

慣性測量單元可以輸出高度穩定的線(xiàn)性與旋轉傳感器值，這些值必須針對下列影響因素進(jìn)行補償：

溫度和電壓漂移

偏置、靈敏度和非線(xiàn)性度

振動(dòng)

X、Y、Z軸對準誤差