MEMS慣性導航原理和主要應用在哪些領域？

　　MEMS慣性導航在無人機領域、機器人等領域中，都有獨特的應用。為增進大家對MEMS慣性導航的認識，本文將對MEMS慣性導航的原理、MEMS慣性導航未來發展期望予以介紹。如果你對MEMS慣性導航具有興趣請關注定陽慣導器件

　　一、MEMS慣性導航原理

　　慣性導航系統是以陀螺儀和加速度計為敏感器件的導航參數解算系統，該系統根據陀螺儀的輸出建立導航坐標系，根據加速度計輸出解算出運載體在導航坐標系中的速度和位置。慣性導航系統屬于推算導航方式，即從一已知點的位置根據連續測得的運動體航向角和速度推算出其下一點的位置，因而可連續測出運動體的當前位置。

　　MEMS是集微傳感器、微執行器、微機械結構、微電源微能源、信號處理和控制電路、高性能電子集成器件、接口、通信等于一體的微型器件或系統。MEMS是一個獨立的智能系統，可大批量生產，其系統尺寸為幾毫米乃至更小，其內部結構一般在微米甚至納米量級。常見的產品包括MEMS加速度計、MEMS麥克風、微馬達、微泵、微振子、MEMS光學傳感器、MEMS壓力傳感器、MEMS陀螺儀、MEMS濕度傳感器、MEMS氣體傳感器等等以及它們的集成產品。

　　陀螺儀用來測量運動體圍繞各個軸向的旋轉角速率值，通過四元數角度解算形成導航坐標系，使加速度計的測量值投影在該坐標系中，并可給出航向和姿態角。加速度計用來測量運動體的加速度大小和方向，經過對時間的一次積分得到速度，速度再經過對時間的一次積分即可得到位移;磁力計用來測量磁場強度和方向，定位運動體的方向，通過地磁向量得到的誤差表征量，可反饋到陀螺儀的姿態解算輸出中，校準陀螺儀的漂移;氣壓計用來測量環境氣壓值，融合陀螺儀、加速度計數據輸出高度值。形象的描述的話，陀螺儀知道“我們轉了個身”，加速度計知道“我們又向前走了幾米”，而磁力計知道“我們是向某個方向”的，氣壓計則知道我們“有多高”。

　　總而言之，微慣導系統是以低成本的通用MEMS器件為基礎，根據應用、誤差修正、誤差補償的需要結合使用上述傳感器，充分利用每種傳感器的特長，通過載體運動模式學習、濾波算法設計、硬件和結構設計等，達到高精度自主定位的目標。不依賴于導航衛星、無線基站、電子標簽等任何輔助設備或先驗數據庫，僅通過載體自身配置的小型微型慣性傳感器，可完成任何場景下人員、車輛、機器人等的準確定位。