"Чи варто йти з Мемс чи Туманом?" - Це питання, яке я найбільше чую, а не тому, що люди не знають специфікацій. Що не впевнено, що насправді має значення на практиці: це дрейф, ударна стійкість чи просто бюджет? І занадто часто, неправильний дзвінок не провалюється відверто - це не вдається спокійно, поки не пізно відновитися.
MEMS IMUS менший, легший та більш економічний, що робить їх ідеальними для систем, що обмежуються простором та потужністю. FOG IMUS, навпаки, забезпечує значно кращу стабільність упередженості, нижчий дрейф та чудові показники в суворих або GNSS-середовищах.
Компроміси не очевидні-проведіть, що насправді має значення.
Зміст
Як працюють MEMS та туманні гіроскопи?
Гіроскопи MEMS вимірюють рух шляхом виявлення крихітних зрушень у вібраційній структурі кремнію - як, відчуваючи, як настроюється вилка при поверненні. Вони побудовані на мікросмасштабних мікросхемах, що робить їх компактними, енергоефективними та доступними.
З іншого боку, туманні гіроскопи Вони відправляють лазерні промені через довгу котушку оптичного волокна; Коли пристрій обертається, промені злегка зміщуються з синхронізації - явище, яке називається ефектом саньяки. Це дозволяє туманам виявляти обертання з винятковою точністю, нульовими рухомими частинами та надзвичайною стабільністю з часом.
Мемс або Туман: Що правильно підходить для вашої системи?
Вибір між MEMS та FOG - це не лише продуктивність - це стосується відповідності правильному датчику до вимог системи. У цій таблиці узагальнено основні відмінності, які я вважаю найбільше, консультуючи клієнтів: як поводиться датчик з часом, як він реагує на умови в реальному світі та як легко він вписується в дану платформу. Незалежно від того, чи ви розробляєте вартість, точність чи стійкість, ці фактори визначатимуть компроміси.
| Особливість | MEMS IMU | ТУМАН ІМУ |
|---|---|---|
| технології | Мікромеханічні датчики на основі кремнію | Оптичні гіроси з використанням волоконних котушок та легких перешкод |
| Розмір та фактор форми | Дуже компактний, підходить для обмежених космосом конструкції | Об'ємніша форма за рахунок маршрутизації волокон та оптики |
| Точність | Помірна точність для загального використання | Висока точність, придатна для критичних систем |
| Вартість | Низька вартість, ідеально підходить для виробництва обсягу | Значно більша вартість через складність |
| Споживана потужність | Високоефективне з мінімальною потужністю | Споживає більше потужності, як правило, для використання високого класу |
| Типові програми | Безпілотники, носіння, автомобільні, споживчі пристрої | Оборона, аерокосмічна, морська, висококласна промислова |
| Принцип дії | Виявляє рух через вібраційні масові структури | Використовує ефект саньяки для виявлення кутової швидкості |
| Екологічна стабільність | Чутливий до тепла та вібрації з часом | Високостійкий до теплового дрейфу та механічного напруження |
| Рівень точності | Адекватний для короткострокової або допомоги навігації | Підтримує підсумки підрозділу протягом тривалого періоду |
| Чуйність | Швидко та чуйні в динамічних системах | Стабільна реакція; трохи повільніше, ніж Мемс |
| Довговічність | Стійкий, але менш стабільний в екстремальних умовах | Розроблений для екстремальних, важливих для місії середовища |
| Інтеграційні зусилля | Простий в інтеграції з більшістю платформ | Вимагає ретельного налаштування та вирівнювання на рівні системи |
Що точніше - меми чи туман?
Точність MEMS покращилася, але туман все ще веде, коли точність повинна утримуватися з часом.
У реальних місіях я бачив, як MEMS працює добре - поки GNSS не втрачено або операція триватиме довше, ніж очікувалося. Ось тоді дрейф стає обмежуючим фактором. Туман не тільки пропонує кращу довгострокову стабільність, але й забезпечує рівень точності, до якого MEMS не може відповідати. Для справжніх результатів навігаційного класу, особливо в умовах, пов'язаних з GNSS, туман залишається єдиним життєздатним варіантом.
Чи коштує туман додаткові витрати на MEMS?
Тумани можуть бути набагато дорожчими, ніж одиниці MEMS.
Туманна вартість значно більше, ніж MEMS, але у високоточних, грі-пожитках або довгих додатках, додаткова стабільність часто є важливою. Коли навіть невеликий дрейф призводить до оперативної помилки, туман виправдовує його вартість. Для коротших місій або систем, що підтримують GNSS, MEMS залишається практичним та економічно вигідним вибором.
Які випадки використання в реальному світі для MEMS та туману?
Вибір між MEMS та туманом в кінцевому підсумку формується тим, що система повинна протистояти - і скільки помилок вона може терпіти з часом. Нижче наведено розрив, де кожна технологія вписується в реальні розгортання:
Випадки використання MEMS IMU
MEMS IMUS оптимізовані для додатків, де розмір, вага, споживання електроенергії та ефективність витрат мають перевагу над надвисокою точністю.
- Безпілотники (БПЛА)
ідеально підходять для безпілотників малих та середніх розмірів, що покладаються на GNSS для виправлення - Споживча та промислова робототехніка,
що використовується для відстеження руху, контролю балансу та зворотного зв'язку - Автомобільні системи (ADAS, мертві розрахунки, стабілізація)
, коли зливаються з GNSS або колесами колеса - Носіння та портативні
зондування руху в компактних пристроях, що працюють на батареї
MEMS добре працює в системах, де доступна зовнішня корекція, а толерантність до дрейфу прийнятна.
Випадки використання туману ІМУ
Туманний imus вибирається, де інерційна точність повинна залишатися безкомпромісною під стресом, ізоляцією або розширеною тривалістю .
- оборони та військових платформ
, стабілізація транспортних засобів, ракета та башточки - Морські та підводні системи
довгострокових суден, ROVS та інерційна навігація під відключенням GNSS - Космічні та аерокосмічні програми
запускають платформи, супутники та контроль за космічними апаратами - Дослідження та точні
програми для буріння, які потребують заголовка підрозділу з часом без скидання
Туман дозволяє безперервності місії, коли MEMS виходитиме за межі прийнятних порогів.
У Guidenav ми пропонуємо всебічне портфоліо як MEMS, так і туману, розробленого для задоволення різноманітних потреб комерційних, промислових та оборонних заявок. Незалежно від того, чи є пріоритет розміром та ефективністю чи довгостроковою інерційною точністю, ми надаємо варіанти, пристосовані до кожного конверта продуктивності.
Чи можна використовувати MEMS у високоточних програмах із сприянням GNSS?
Так - коли GNSS доступний:
- MEMS IMUS може досягти високої точності за допомогою інтеграції GNSS/INS
- GNSS забезпечує абсолютні оновлення позиції; MEMS відстежує швидкий рух між оновленнями
- Підходить для місій з коротко- до середини тривалої з безперервним супутниковим покриттям
- Поширені у БПЛА, автономних транспортних засобах та мобільній робототехніці
Обмеження в середовищах, що живуть GNSS:
- Мемс зміщення дрейфу швидко накопичується, коли сигнали GNSS втрачаються
- Такі середовища, як внутрішні приміщення, тунелі, щільні міські райони, підводні зони або зони заклинання, можуть спричинити швидку деградацію
- Продуктивність погіршується з часом без зовнішньої корекції
Туман залишається альтернативою для бездоганної точності:
- Пропонує низький дрейф та стабільну заголовок без зовнішніх входів
- Підтримує інерційну точність протягом годин під відключенням GNSS
- Ідеально підходить для оборони, підводних або тривалих автономних навігацій
Чи технологія MEMS наздоганяє туман у виконанні?
Gyros Gyros вдосконалюється завдяки кращому виробництву, цифровому компенсації та виправленні помилок машинного навчання. Зараз деякі MEM досягають <0,1 граду/год упередженості. Однак туман все ще тримає край у наднизькому дрейфу, низькому шумі та послідовності коефіцієнта масштабу. Розрив звужує, але не закривається-особливо у високочасних або тривалих сценаріях.
Як я можу вирішити, чи потрібні мені mems чи туман для мого проекту?
Це залежить від вашої програми, необхідної точності та навколишнього середовища. У Guidenav ми пропонуємо як MEMS, так і системами IMUS на основі туману, починаючи від компактних, економічно ефективних одиниць до високоточних тактичних класів.
Щоб визначити, яка сенсорна технологія найкраще відповідає вашому проекту, рекомендуємо оцінити наступні фактори:
- Деталі програми.
- Ключові вимоги до продуктивності: (наприклад, стабільність упередженості, динамічний діапазон, умови навколишнього середовища тощо)
Все ще не впевнений? Поділіться своїми характеристиками - ми рекомендуємо найкраще підходити для вашої системи.
