你了解MEMS微惯性导航发展历史吗?MEMS微惯性导航有哪些分类?

MEMS微惯性导航技术在目前得到了很多应用，可以说，MEMS微惯性导航在未来也是主力之一。为增进大家对MEMS微惯性导航的认识，本文将对MEMS微惯性导航的发展历史、MEMS微惯性导航的分类予以介绍。如果你对MEMS微惯性导航具有兴趣，不妨继续往下阅读哦。

一、MEMS微惯性导航发展历史

惯性导航系统最先应用于火箭制导，美国火箭先驱罗伯特·戈达德(ROBERT GODDARD)试验了早期的陀螺系统。 二战期间经德国人冯·布劳恩改进应后，应用于V-2火箭制导。战后美国麻省理工学院等研究机构及人员对惯性制导进行深入研究，从而发展成应用于飞机、火箭、航天飞机、潜艇的现代惯性导航系统，然而成本及复杂性限制了其可以应用的场合。

“微惯导”的概念比较早的出现于2013年，“2013年4月25日，据法新社报道，美军正研发新一代导航系统，用于替代易受干扰的GPS卫星定位系统。这一系统将不再依赖卫星，它将被集成在以立方毫米为单位的超小芯片上。”美国国防部高级研究计划局(DARPA)提出的这个新一代导航系统主要通过集成在微型芯片上的原子陀螺仪、加速器和原子钟精确测量载体平台相对惯性空间的角速率和加速度信息，利用牛顿运动定律自动计算出载体平台的瞬时速度、位置信息并为载体提供精确的授时服务。“一名中国军事专家25日在接受《环球时报》采访时称，美军所谓的新一代导航系统其实质是一种基于现代原子物理最新技术成就的微型惯性导航系统。”

国内方面，2014年湖南长沙国防科技大学成功研制了“基于微惯导的人员自主定位系统”，能够在没有卫星导航信号的环境下实现精确定位，产品的精度和稳定性均已达到国际领先水平。在建筑物内部以及山区、密林等环境中，卫星导航信号存在盲区，基于微惯导的人员自主定位系统，不需要接收卫星导航信号或预先安装外部设施，能够实现自主、实时、准确定位。这是国内首次开展基于微惯导的室内人员定位技术研究，中央电视台新闻联播 、新闻频道，湖南卫视等相关媒体也对此进行了连续报道。

国内外市场上也相继涌现了一批进行微惯导定位技术研发的公司，早期产品的定位精度基本上为2%~5%，也就是说用户行走1公里，位置误差至少20米，这是无法满足实际应用需求的，会延误逃生、救援等和位置精度密切相关的应急任务，整个产品没有达到真正实战的技术指标，因此这部分产品也因技术不成熟而未能打开市场。近年，业内公开发售的微惯导定位产品中，最高的定位精度达到了0.3%，相当于走1公里误差不到3米，可以适应小于15km/h的走路、小跑、侧移、后退等任意步行姿态，基本可以满足实际应用需求。

二、MEMS微惯性导航分类

微惯导定位技术发展比较快，主要是用于紧急救援、军事、工业等用途，就主要应用来说，大概分为三种：

(1) 佩戴于人员腰部的微惯导模块，采用传统PDR航位推算方案，精度一般。腰上的方案实用性更强，穿戴体验更佳，但是对于侧移、转弯、原地踏步等特殊步态就会产生明显的误差积累。市面上的腰部惯导产品基本都可以达到2%的精度，走100米误差达到2m，国外的某些产品采用了这类技术方案。

(2) 佩戴于人员足部的微惯导模块，基于足部运动模型开发，精度较高，相对稳定。业内已知的最高精度为0.3%，这一精度基本上能满足应急任务的需求，消防、反恐、救援任务在建筑物内行走距离不长，行走1km误差累计3m，误差基本可以接受。

(3) 放置在AGV、叉车等自动仓储设备上的微惯导模块，获取驱动轮数据后，可输出稳健的定位结果。根据网上公开的数据，有些AGV微惯导产品已经可以达到运行30米，偏差5厘米的定位精度。二维码、视觉、激光、超宽带等定位方式结合微惯导，可以极大的减小定位方案施工工作量、节约成本。

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