號稱(chēng)"精密機械及電氣工程的工廠(chǎng)"的世界500強企業(yè)BOSCH宣布自1995年以來(lái)其MEMS傳感器產(chǎn)量已突破100億大關(guān)。MEMS傳感器需在嚴格的無(wú)塵環(huán)境下制造,因為即使是最小的大氣顆粒物也會(huì )破壞其生產(chǎn)。一立方英尺的空氣約30升,可能最多只能含有一顆重達半微克的顆粒物。形象地說(shuō),這相當于3.6億個(gè)浴缸里面的一個(gè)櫻桃核。MEMS傳感器作為互聯(lián)世界和物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù),經(jīng)過(guò)四十多年的發(fā)展,已成為世界矚目的重大科技領(lǐng)域之一。
MEMS傳感器的全稱(chēng)是微電子機械系統傳感器(Micro-electro-mechanical systems),它是芯片形式的電子和機械硬件的組合。每個(gè)MEMS傳感器都由微型硅結構組成,而這些硅結構通過(guò)一種特殊的蝕刻工藝置入硅晶圓中。例如,在顯微鏡下,加速度傳感器的結構看起來(lái)像以相對和互鎖模式排列的游絲狀梳子。其中一些精細的梳狀結構僅有4微米——僅相當于螞蟻腿直徑的十分之一。
MEMS傳感器可以探測世界,讓電子系統像器官一樣學(xué)會(huì )看、聽(tīng)、聞。借助MEMS傳感器,無(wú)人機可以平穩滑行,即使在風(fēng)中也精確可控;運動(dòng)手環(huán)和智能腕表中可以計算步數、臺階數和卡路里;醫生可以實(shí)現無(wú)創(chuàng )胎心檢測,保證胎兒和孕婦的健康;人們可以在封閉狹窄的復雜環(huán)境中實(shí)現準確定位......
想象一下:一個(gè)尺寸小于2毫米的元器件在數字世界中消失了,消失將產(chǎn)生什么影響? 突然間,智能手機圖片變得模糊不清,智能手機屏幕不再自動(dòng)旋轉,發(fā)生碰撞時(shí)汽車(chē)安全氣囊無(wú)法被觸發(fā)……
作為真正意義上的互聯(lián)世界和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的關(guān)鍵技術(shù),MEMS傳感器在各個(gè)領(lǐng)域的應用越來(lái)越廣泛,顯然,它已經(jīng)成為我們日常生活中不可或缺的重要部分。
隨著(zhù)社會(huì )時(shí)代的不斷發(fā)展,人們對MEMS傳感器的技術(shù)要求不斷提高,一種基于MEMS傳感器的微慣性導航系統(Micro-INS,Micro-Inertial-Navigation System)簡(jiǎn)稱(chēng)微慣導孕育而生。作為一種基于微機電系統(MEMS, Micro-Electro-Mechanical System)傳感器技術(shù)的微型慣性導航系統,它是不依賴(lài)于外部信息、也不向外部輻射能量的自主式導航系統,在軍事、工業(yè)、消費等領(lǐng)域中的應用也是越來(lái)越廣泛。
格納微科技研發(fā)了具有完全自主知識產(chǎn)權的一系列微慣導自主定位產(chǎn)品,立足以低成本的通用MEMS慣性器件為基礎,達到不依賴(lài)導航衛星、外部基站、指紋數據庫的高精度自主室內定位,并融合GPS、北斗等實(shí)現室內外全域定位。 微慣導+(GPS/北斗、UWB、藍牙、WiFi、地圖)融合定位解決方案,精度和穩定度穩居業(yè)內領(lǐng)先地位,適用于消防、應急、軍警單兵定位,工廠(chǎng)、工地、港口、貨場(chǎng)、船舶、管廊、電力等重點(diǎn)區域人員和物資管控,真人秀節目人員定位,園區/展館/醫院/商場(chǎng)人員定位導航、反向尋車(chē),國土礦下測量、電信室內網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化定位,公交、工程等特種車(chē)輛高精度定位,AGV、機器人、無(wú)人機、割草機定位(提供高性?xún)r(jià)比慣性導航模組)等領(lǐng)域,可為行業(yè)伙伴提供全面專(zhuān)業(yè)的室內外全域定位解決方案。
作為一家室內外位置服務(wù)提供商,格納微科技還可為客戶(hù)提供測繪、地圖服務(wù),利用無(wú)人機傾斜攝影(自研建模軟件)建立室外三維實(shí)景地圖,利用室內電子地圖編輯器制作商場(chǎng)、展會(huì )、園區室內平面地圖,利用自研便攜式三維激光雷達(自研建模軟件)建立室內、礦下、隧道、管廊等場(chǎng)景的三維點(diǎn)云、地圖。
格納微基于MEMS慣導技術(shù)的幾類(lèi)產(chǎn)品
微慣導人員定位模塊
格納微科技長(cháng)期專(zhuān)注于微慣導室內自主定位產(chǎn)品研發(fā),推出了FISM-X/FBSM/FOEM等一系列微慣導人員定位模塊,不依賴(lài)導航衛星、無(wú)線(xiàn)基站以及指紋數據庫,僅通過(guò)自身佩戴的微型慣性傳感器,可實(shí)現人員的自主、連續、精確定位。產(chǎn)品基于人體足部運動(dòng)模型開(kāi)發(fā),可適應走路、小跑、跳躍、倒退、側移等各種步態(tài),定位精度為業(yè)內最高指標,且與使用者步幅及身高無(wú)關(guān),是真正可達到實(shí)戰標準的產(chǎn)品。
應用場(chǎng)景:消防、軍警單兵室內定位,應急救援、礦下救援人員定位,國土礦下測量、電信室內網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化定位等領(lǐng)域。
FOEM定位核心板
集成MEMS慣性傳感器(不含電池、藍牙模塊)及微慣導定位算法,對外采用串口通訊協(xié)議,用戶(hù)可便捷利用其進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。
FBSM外置式(綁帶式)定位模塊
在FOEM定位核心板的基礎上增加了底板、電池、藍牙模塊、外殼等,可通過(guò)藍牙快速的同手持終端APP進(jìn)行連接,呈現軌跡,方便客戶(hù)進(jìn)行測試和演示,使用時(shí)通過(guò)綁帶將模塊綁緊在腳背上。
FISM-X鞋墊式定位模塊
功能與外置式定位模塊相同,是目前在消防、軍警領(lǐng)域應用比較成熟的形態(tài),可根據用戶(hù)需求進(jìn)行開(kāi)關(guān)機方式、充電方式、外殼材質(zhì)、Logo等的定制開(kāi)發(fā)。
全掌式鞋墊
配合鞋墊式定位模塊使用,將定位模塊嵌入鞋墊中,再將鞋墊放置在消防靴、作戰靴、工作靴等鞋中,鞋墊前端便于剪裁。
2. SurPass-A100航姿參考系統
可提供高精度的橫滾、俯仰、航向角度數據以及角速度、加速度、磁羅盤(pán)等原始數據;具有良好的動(dòng)態(tài)響應特性、方向保持能力、抗磁干擾能力;重量輕、功耗低、性?xún)r(jià)比高;對標MTi、SBG等國外高端產(chǎn)品;支持接入里程信息。
應用場(chǎng)景:AGV、無(wú)人車(chē)、服務(wù)機器人、安防機器人、無(wú)人機等。
3. 微慣導+北斗融合定位終端
慣性導航具有隱蔽性好、抗干擾性強、全天候工作、自主定位等優(yōu)點(diǎn),但它的輸出誤差會(huì )隨時(shí)間積累,且為相對定位,無(wú)法獲取起始點(diǎn)和起始方向。衛星信號非常微弱,極易受到干擾,但衛星導航提供的位置誤差不隨時(shí)間累積,衛星導航系統與慣導系統之間具有很好的互補性,通過(guò)慣導和衛星組合導航可以充分發(fā)揮兩種系統的優(yōu)點(diǎn)。
格納微科技推出的 微慣導+北斗融合定位終端可實(shí)現定位系統間的快速轉換,輸出無(wú)縫、高精度的定位結果。
當位于室外開(kāi)闊環(huán)境時(shí),可以接收到可靠的北斗導航衛星信號,采用衛導和微慣導融合定位的方式,實(shí)現組合定位,保證定位的整體精度和局部平滑性;當進(jìn)入室內、地下、山林、城市峽谷等環(huán)境時(shí),無(wú)法接收到有效的導航衛星信號,自動(dòng)切換為采用純慣導定位,實(shí)現定位的無(wú)縫銜接。
應用場(chǎng)景:軍警作戰、訓練,消防、應急救援室內外無(wú)縫定位。
衛導設備
慣導設備
測試結果
4. 防爆定位工卡
采用高集成度芯片、低功耗算法以及超薄卡片式設計;電子圍欄,SOS報警,低電量報警;內置MEMS組合導航,抗遮擋,輸出精確、連續的定位結果;小巧實(shí)用、操作簡(jiǎn)便、功耗較低;防水、防塵、防爆。
應用場(chǎng)景:港口、工地、貨場(chǎng)人員/車(chē)輛定位。