«Должны ли мы идти с MEMS или FOG?» - это вопрос, который я слышу больше всего, а не потому, что люди не знают спецификации. Что неясно, что на самом деле имеет значение на практике: это дрейф, шоковое сопротивление или просто бюджет? И слишком часто, неправильный звонок не терпит неудачу прямо - он терпит неудачу, пока не станет слишком поздно, чтобы восстановиться.
MEMS IMUS меньше, легче и более рентабельными, что делает их идеальными для систем, ограниченных пространством и властью. Туман, напротив, обеспечивает значительно лучшую стабильность смещения, более низкую дрейф и превосходную производительность в суровых или разбитых GNSS.
Компромисс не очевидны-пройдите через то, что действительно важно.
Оглавление
Как работают MEMS и туманные гироскопы?
Гироскопы MEMS измеряют движение, обнаруживая крошечные сдвиги в вибрирующей кремниевой структуре, например, ощущая, как вилка настройки колеблется при повороте. Они построены на микромасштабных чипах, что делает их компактными, энергоэффективными и доступными.
Туманные гироскопы , с другой стороны, полагаются на свет. Они посылают лазерные лучи через длинную катушку оптического волокна; Когда устройство вращается, лучи слегка смещаются из синхронизации - явление, называемое эффектом SAGNAC. Это позволяет туманам обнаружить вращение с исключительной точностью, нулевыми движущимися частями и экстремальной стабильностью с течением времени.
MEMS или FOG: Что подходит для вашей системы?
Выбор между MEMS и FOG - это не только производительность - это соответствует правильному датчику требованиям системы. Эта таблица суммирует основные различия, которые я рассматриваю больше всего при консультировании клиентов: как ведется ведение датчика со временем, как он реагирует на реальные условия, и как легко он вписывается в данную платформу. Независимо от того, проектируете ли вы стоимость, точность или устойчивость, эти факторы будут определять компромиссы.
| Особенность | МЭМС ИДУ | ТУМАН ИДУ |
|---|---|---|
| Технология | Микромеханические датчики на основе кремния | Оптические гироскопы с использованием волоконных катушек и световых помех |
| Размер и форм -фактор | Очень компактный, подходящий для ограниченных космических конструкций | Более крупная форма из -за маршрутизации волокна и оптики |
| Точность | Умеренная точность для общего использования | Высокая точность, подходящая для критических систем |
| Расходы | Низкая стоимость, идеально подходит для производства объема | Значительно более высокая стоимость из -за сложности |
| Потребляемая мощность | Высокоэффективен с минимальным рисунком | Потребляет больше мощности, как правило, для высококлассного использования |
| Типичные применения | Дроны, носимые устройства, автомобильные, потребительские устройства | Защита, аэрокосмическая, морская, высококлассная промышленная |
| Принцип работы | Обнаруживает движение через вибрирующие массовые структуры | Использует эффект SAGNAC для обнаружения угловой скорости |
| Стабильность окружающей среды | Чувствительный к тепло и вибрации с течением времени | Высокий устойчивый к термическому дрейфу и механическому напряжению |
| Точный уровень | Адекватно для краткосрочной или вспомогательной навигации | Поддерживает заголовки субстраты в течение продолжительных периодов |
| Отзывчивость | Быстрый и отзывчивый в динамических системах | Стабильный ответ; немного медленнее, чем MEMS |
| Долговечность | Устойчивый, но менее стабильный в экстремальных условиях | Разработано для экстремальных, критически важных средств |
| Интеграционные усилия | Простое в интеграции с большинством платформ | Требуется тщательная настройка и выравнивание на уровне системы |
Что более точно - MEMS или FOG?
Точность MEMS улучшилась, но туман все еще ведет, когда точность должна со временем.
В реальных миссиях я видел, как MEMS выступает хорошо - до тех пор, пока GNSS не потеряна или операция не работает дольше, чем ожидалось. Это когда дрейф становится ограничивающим фактором. FOG не только предлагает лучшую долгосрочную стабильность, но и обеспечивает уровень точности, с которым MEMS не может соответствовать. Для истинной производительности навигационного уровня, особенно в условиях, наполненных GNSS, FOG остается единственным жизнеспособным вариантом.
Стоит ли туман дополнительной стоимости по сравнению с MEMS?
Туманы могут быть гораздо дороже, чем единицы MEMS.
Туманная IMUS стоила значительно больше, чем MEMS, но в приложениях с высокой устойчивой, DENS-Dened или длительным применением добавленная стабильность часто имеет важное значение. Когда даже небольшой дрейф приводит к эксплуатационной ошибке, FOG оправдывает свою стоимость. Для более коротких миссий или систем с помощью GNSS MEMS остается практическим и экономически эффективным выбором.
Каковы реальные варианты использования для MEMS и FOG IMUS?
Выбор между MEMS и FOG в конечном итоге определяется тем, что должна противостоять системе - и сколько ошибок она может выдержать с течением времени. Ниже приводится разбивка того, где каждая технология вписывается в развертывание в реальном мире:
MEMS IMU варианты использования
MEMS IMUS оптимизированы для применений, где размер, вес, энергопотребление и эффективность затрат имеют приоритет над сверхвысокой точностью.
- Беспилотные летательные аппараты (БПЛА)
Идеально подходит для беспилотных летательных аппаратов мелких и средних размеров, полагаемых на GNSS для коррекции - Потребительская и промышленная робототехника
, используемая для отслеживания движения, контроля баланса и обратной связи с ориентацией - Автомобильные системы (ADA, Dead Reckoning, стабилизация)
при слитых с GNSS или колесами колес - Носимые устройства и портативные
устройства в компактных устройствах с батарейным питанием
MEMS хорошо работает в системах, где доступна внешняя коррекция, а устойчивость к дрейфу приемлемо.
Туманные варианты использования
Туманные туманы выбираются там, где инерционная точность должна оставаться бескомпромиссной при стрессе, изоляции или расширенной продолжительности .
- Оборонная и военная платформы
тактическая навигация, стабилизация транспортных средств, ракеты и башня - Морские и подводные системы
с длительными судами, ROV и инерционной навигацией в рамках отключения GNSS - Космические и аэрокосмические приложения
запускают платформы, спутники и контроль космического корабля - с учетом и точным бурением
, которые требуют заголовка подростков с течением времени без сброса
FOG обеспечивает непрерывность миссии, где MEMS будет выходить за пределы приемлемых порогов.
В Guidenav мы предлагаем всеобъемлющий портфель как MEMS, так и Fog IMUS, предназначенного для удовлетворения разнообразных потребностей коммерческих, промышленных и оборонных приложений. Независимо от того, является ли приоритетом размер и эффективность или долгосрочная инерционная точность, мы предоставляем варианты, адаптированные для каждой конверты производительности.
Можно ли использовать MEMS в приложениях с высокой рецепцией с помощью GNSS?
Да, когда GNSS доступен:
- MEMS IMUS может достичь высокой точности через интеграцию GNSS/INS
- GNSS обеспечивает абсолютные обновления позиции; MEMS отслеживает быстрое движение между обновлениями
- Подходит для миссий с коротким и средним.
- Распространены в БПЛАХ, автономных транспортных средствах и мобильной робототехнике
Ограничения в средах, вызванных GNSS:
- MEMS смещение дрейфа быстро накапливается, когда сигналы GNSS теряются
- Среда, такие как внутренние пространства, туннели, плотные городские районы, подводные или зоны, могут вызвать быстрое ухудшение
- Производительность ухудшается с течением времени без внешней коррекции
Туман остается альтернативой для неофициальной точности:
- Предлагает низкий дрейф и стабильный заголовок без внешних входов
- Поддерживает инерционную точность в течение нескольких часов при отключении GNSS
- Идеально подходит для защиты, подводной или долгосрочной автономной навигации
Технология MEMS наверстает туман в производительности?
Гироши MEMS улучшаются за счет лучшего производства, цифровой компенсации и коррекции ошибок машинного обучения. Некоторые MEMS теперь достигают устойчивости смещения <0,1 град/ч. Тем не менее, туман по-прежнему удерживает край в ультра-низком дрейфе, низком шуме и согласованности масштабного коэффициента. Разрыв сузится, но не закрыт, особенно в высококлассных или долгосрочных сценариях.
Как мне решить, нужен ли мне MEMS или FOG для моего проекта?
Это зависит от вашего приложения, необходимой точности и среды. В Guidenav мы предоставляем системы IMUS и INS на основе MEMS и FOG, начиная от компактных, экономически эффективных единиц до решений тактического класса.
Чтобы определить, какая сенсорная технология лучше всего соответствует вашему проекту, мы рекомендуем оценить следующие факторы:
- Детали приложения.
- Ключевые требования к производительности: (например, стабильность целевого смещения, динамический диапазон, условия окружающей среды и т. Д.)
Все еще не уверен? Поделитесь своими характеристиками - мы рекомендуем лучше всего подходить для вашей системы.
