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

　　導航問題

　　目前有許多方案可以取得指向、駕駛、導向設備的位置、方向和運動等信息。實際上，許多應用依賴全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）的情況越來越普遍。但是，在面臨室內(nèi)導航以及在處理更復雜并與環(huán)境相關的挑戰(zhàn)時，只靠GPS是不夠的。

　　對于此類應用，可以采用不同類型的傳感器來改善系統(tǒng)從異常動作判斷實際運動的能力。用以處理特殊導航問題的特定傳感器，其能力不僅取決于傳感器的性能，同時也要依據(jù)應用的獨特動態(tài)特性而定。

　　大多數(shù)應用包含不同的檢測技術，其中沒有任何一項技術能夠獨立地滿足應用要求。對于GPS，障礙物會阻斷衛(wèi)星接收，因而容易發(fā)生錯誤。另一種常見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，然而在工業(yè)環(huán)境中會有許多磁場干擾，造成地磁儀的可靠性無法始終處于最佳狀態(tài)。光學傳感器會受到視線阻礙的影響，慣性傳感器一般來說不會受到這些干擾，但其自身也存在一些限制，例如缺乏絕對參考點（哪里是北方？）。

　　傳感器選擇

　　汽車行業(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明它在商業(yè)上也極具吸引力。然而，現(xiàn)有的性能水平卻存在著很大的差異，適合游戲的器件并不能處理高性能導航問題。舉例來說，精密工業(yè)和醫(yī)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數(shù)量級。

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

　　舉例來說，ADI公司的ADIS16334 iSensor IMU能夠適應許多工業(yè)儀器和汽車應用。許多情況下，可以整合四個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(wěn)定的線性與旋轉(zhuǎn)傳感器值，這些值必須針對下列影響因素進行補償：

　　溫度和電壓漂移;

　　偏置、靈敏度和非線性度;

　　振動;

　　X、Y、Z軸對準誤差;

　　慣性傳感器會因為其品質(zhì)而具有不同的漂移度，設計人員可以利用GPS或是地磁儀來校正此漂移。

　　除了良好的傳感器設計以外，導航應用最主要的挑戰(zhàn)則是決定不同時候以哪些傳感器為準。慣性MEMS加速度計和陀螺儀已經(jīng)證明，它對于設計人員完成一套完整功能的檢測系統(tǒng)設計，具有良好的輔助作用。

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