MEMS传感器是否可以帮助导航进行更准确的定位?如果要实现更流畅、更精准的定位,目前对于导航系统是否存在着难点待去解决?ADI公司亚太区微机电产品市场与应用经理赵延辉先生认为:“目前手机导航主要还是依赖GPS和WIFI,而在隧道或高密度环境下,这些信号强度弱,或是直接丢星,无法进行导航。此时,实际是可以依靠手机里的MEMS传感单元的。”
但是,赵延辉先生补充道:“众所周知,目前智能机里都集成了众多MEMS传感器,比如加速度计、陀螺仪、磁力计、气压计等。在没有GPS信号的情况下,可以依靠陀螺仪来判断方向的变化,可以利用加速度计来判断速度和位移的变化。但手机里面所用的加速度计和陀螺仪都是消费级产品,无论是瞬时精度、积分精度还是长期稳定性都较差,这是受器件的功耗、体积和封装的限制。一般体积和功耗越小,器件的精度会越差,这是设计上的权衡。说到封装,一般手机里用的都是塑料封装,这是受成本的限制,塑料封装对外部环境敏感,比如温湿度以及压力的影响。以判断方向的陀螺仪为例举个例子,陀螺仪有长时间的零点漂移,那么在你积分换算角度的时候就会有行驶误差,如前面提到的,对于手机里用的塑料封装MEMS陀螺仪,它受外部的环境影响很大,随着时间的变化,这个零点漂移会越来越大,所带来的误差也就越来越大。再比如过减速带的时候,会有上下的颠簸,这时又有两个指标会影响行驶方向的判断,一个是陀螺仪对加速度的敏感度,也就是在加速度变化时,会对陀螺的输出带来多大的影响;还有一个是交叉轴敏感度,也就是汽车在上下颠簸时,实际行驶方向也会收到影响。要提升这些精度,需要更高精度的MEMS传感器。除此之外,与地图匹配运行会是非常重要的,如果软件做的好,运行轨迹与地图完全匹配的时候,会对MEMS传感器的要求降低。这是因为在汽车转弯的时候,不太可能每隔几度就有一个弯道,而且这些弯道都在同一点,大部分情况下,一个转弯点上只有2-4个弯道,这时角度再出现些许偏差,就没有那么的严重。”
而对于MEMS传感器的优缺点,赵延辉先生也做出了解答:“MEMS的优势是在需要室内导航定位时,不需要预设参考点,随时可用。且其体积小、重量轻、功耗低、耐冲击、鲁棒性好、启动时间快、且价格适中。劣势是各种MEMS传感器的使用都有一定的局限性,比如加速度在算速度和位移时会有积分误差,无法区分重力分量的变化和实际加速度的变化;陀螺仪在算角度变化时也会有积分误差;磁力计会受磁场干扰,比如建筑里的钢筋;气压计在火场等情况下,会对高度产生误判等。”
“未来,多种技术融合会是大势所趋,而且很有可能利用SIP的技术,将多种技术融合到一颗器件里面,这样来帮助室内导航应用实现小型化、便携化和低成本化。”赵延辉先生对室内定位多种技术融合的未来作出了预设。
MEMS传感器是否可以帮助导航进行更准确的定位?如果要实现更流畅、更精准的定位,目前对于导航系统是否存在着难点待去解决?ADI公司亚太区微机电产品市场与应用经理赵延辉先生认为:“目前手机导航主要还是依赖GPS和WIFI,而在隧道或高密度环境下,这些信号强度弱,或是直接丢星,无法进行导航。此时,实际是可以依靠手机里的MEMS传感单元的。”
但是,赵延辉先生补充道:“众所周知,目前智能机里都集成了众多MEMS传感器,比如加速度计、陀螺仪、磁力计、气压计等。在没有GPS信号的情况下,可以依靠陀螺仪来判断方向的变化,可以利用加速度计来判断速度和位移的变化。但手机里面所用的加速度计和陀螺仪都是消费级产品,无论是瞬时精度、积分精度还是长期稳定性都较差,这是受器件的功耗、体积和封装的限制。一般体积和功耗越小,器件的精度会越差,这是设计上的权衡。说到封装,一般手机里用的都是塑料封装,这是受成本的限制,塑料封装对外部环境敏感,比如温湿度以及压力的影响。以判断方向的陀螺仪为例举个例子,陀螺仪有长时间的零点漂移,那么在你积分换算角度的时候就会有行驶误差,如前面提到的,对于手机里用的塑料封装MEMS陀螺仪,它受外部的环境影响很大,随着时间的变化,这个零点漂移会越来越大,所带来的误差也就越来越大。再比如过减速带的时候,会有上下的颠簸,这时又有两个指标会影响行驶方向的判断,一个是陀螺仪对加速度的敏感度,也就是在加速度变化时,会对陀螺的输出带来多大的影响;还有一个是交叉轴敏感度,也就是汽车在上下颠簸时,实际行驶方向也会收到影响。要提升这些精度,需要更高精度的MEMS传感器。除此之外,与地图匹配运行会是非常重要的,如果软件做的好,运行轨迹与地图完全匹配的时候,会对MEMS传感器的要求降低。这是因为在汽车转弯的时候,不太可能每隔几度就有一个弯道,而且这些弯道都在同一点,大部分情况下,一个转弯点上只有2-4个弯道,这时角度再出现些许偏差,就没有那么的严重。”
而对于MEMS传感器的优缺点,赵延辉先生也做出了解答:“MEMS的优势是在需要室内导航定位时,不需要预设参考点,随时可用。且其体积小、重量轻、功耗低、耐冲击、鲁棒性好、启动时间快、且价格适中。劣势是各种MEMS传感器的使用都有一定的局限性,比如加速度在算速度和位移时会有积分误差,无法区分重力分量的变化和实际加速度的变化;陀螺仪在算角度变化时也会有积分误差;磁力计会受磁场干扰,比如建筑里的钢筋;气压计在火场等情况下,会对高度产生误判等。”
“未来,多种技术融合会是大势所趋,而且很有可能利用SIP的技术,将多种技术融合到一颗器件里面,这样来帮助室内导航应用实现小型化、便携化和低成本化。”赵延辉先生对室内定位多种技术融合的未来作出了预设。
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