سیستم ناوبری یکپارچه اینرسی MEMS: ابزار ناوبری برای فناوری کوچک

در عصر توسعه فناوری پیشرفته امروزی، سیستم های ناوبری به بخشی ضروری از زندگی ما تبدیل شده اند. سیستم ناوبری اینرسی MEMS (MEMS Inertial Navigation System)، به عنوان یک سیستم ناوبری اینرسی که با استفاده از فناوری سیستم های میکروالکترومکانیکی (MEMS) تولید می شود، به تدریج در حال تبدیل شدن به یک مورد علاقه جدید در زمینه ناوبری است. این مقاله به معرفی اصل کار، مزایا و زمینه های کاربردی سیستم ناوبری یکپارچه اینرسی MEMS می پردازد.

سیستم ناوبری یکپارچه اینرسی MEMS یک سیستم ناوبری مبتنی بر فناوری کوچک سازی است. موقعیت، جهت و سرعت یک هواپیما، وسیله نقلیه یا کشتی را با اندازه گیری و پردازش اطلاعاتی مانند شتاب و سرعت زاویه ای تعیین می کند. معمولاً از یک شتاب سنج سه محوره و یک ژیروسکوپ سه محوره تشکیل شده است. با ترکیب و پردازش سیگنال های خروجی آنها، می تواند اطلاعات ناوبری با دقت بالا را ارائه دهد. در مقایسه با سیستم‌های ناوبری اینرسی سنتی، سیستم‌های ناوبری اینرسی یکپارچه MEMS دارای مزایای اندازه کوچک، وزن سبک، مصرف انرژی کم و هزینه کم هستند که باعث می‌شود در زمینه‌هایی مانند هواپیماهای بدون سرنشین، ربات‌های متحرک و سیستم‌های ناوبری سوار بر وسیله نقلیه چشم‌انداز کاربردی گسترده‌ای داشته باشند. . .

اصل کار سیستم ناوبری یکپارچه اینرسی MEMS بر اساس اصل واحد اندازه گیری اینرسی (IMU) است. شتاب سنج ها شتاب یک سیستم را اندازه گیری می کنند، در حالی که ژیروسکوپ ها سرعت زاویه ای یک سیستم را اندازه گیری می کنند. با ترکیب و پردازش این اطلاعات، سیستم می تواند موقعیت، جهت و سرعت یک هواپیما، وسیله نقلیه یا کشتی را در زمان واقعی محاسبه کند. به دلیل ماهیت کوچک آن، سیستم‌های ناوبری یکپارچه اینرسی MEMS می‌توانند راه‌حل‌های ناوبری قابل اعتمادی را در محیط‌هایی که سیگنال‌های GPS در دسترس نیستند یا با آنها تداخل دارند، ارائه دهند و بنابراین به طور گسترده در زمینه‌های نظامی، هوافضا و صنعتی استفاده می‌شوند.

علاوه بر استفاده در زمینه های ناوبری سنتی، سیستم های ناوبری یکپارچه اینرسی MEMS نیز پتانسیل زیادی در برخی از زمینه های نوظهور نشان داده اند. به عنوان مثال، در دستگاه‌های پوشیدنی هوشمند، می‌توان از سیستم‌های ناوبری یکپارچه اینرسی MEMS برای دستیابی به موقعیت‌یابی داخلی و ردیابی حرکت استفاده کرد. در فناوری های واقعیت مجازی و واقعیت افزوده می توان از آن برای دستیابی به ردیابی سر و تشخیص ژست استفاده کرد. گسترش این زمینه های کاربردی فرصت های جدیدی را برای توسعه سیستم های ناوبری یکپارچه اینرسی MEMS فراهم می کند.

به طور خلاصه، سیستم ناوبری یکپارچه اینرسی MEMS، به عنوان یک سیستم ناوبری مبتنی بر فناوری کوچک سازی، دارای مزایای اندازه کوچک، وزن سبک، مصرف انرژی کم و هزینه کم است و برای پهپادها، ربات های متحرک و سوار بر خودرو مناسب است. سیستم های ناوبری و زمینه های دیگر این می‌تواند راه‌حل‌های ناوبری قابل اعتمادی را در محیط‌هایی که سیگنال‌های GPS در دسترس نیستند یا با آن تداخل دارند ارائه دهد، بنابراین به طور گسترده در زمینه‌های نظامی، هوافضا و صنعتی استفاده می‌شود. با پیشرفت مداوم فناوری، اعتقاد بر این است که سیستم ناوبری یکپارچه اینرسی MEMS پتانسیل قوی خود را در زمینه های بیشتری نشان خواهد داد.