無(wú)人機、無(wú)人車(chē)、無(wú)人船、機器人等代表性無(wú)人系統的智能自主控制是當前自動(dòng)控制領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，更是提升無(wú)人系統自主性和智能化水平的核心技術(shù)。自主導航技術(shù)利用對應的自主導航系統獲取無(wú)人系統自身的位置、速度及姿態(tài)信息，是實(shí)現無(wú)人系統智能自主控制必不可少的技術(shù)保障。在無(wú)線(xiàn)電導航、地形匹配導航、慣性導航、衛星導航、磁導航及視覺(jué)導航等眾多導航技術(shù)中，不需要依賴(lài)外界信息的慣性導航技術(shù)是目前實(shí)現無(wú)人系統自主導航的一種最強有力技術(shù)手段?；谖C電系統(micro-electro-mechanical system, MEMS)慣性傳感器的MEMS慣性導航技術(shù)是慣性導航技術(shù)的一個(gè)重要分支，其系統具有成本低、體積小、功耗低以及抗沖擊強等優(yōu)點(diǎn)。因此，針對MEMS慣性傳感器及其導航技術(shù)的研究對無(wú)人系統自主導航技術(shù)的快速發(fā)展和滿(mǎn)足其日益提升的應用需求有重要的支撐意義。
MEMS慣性傳感器的分類(lèi)
MEMS慣性傳感器包括MEMS陀螺儀及MEMS加速度計，其分類(lèi)有多種方式，根據精度由低到高為不同客戶(hù)提供定制化解決方案。
根據感知角速度的方式，MEMS陀螺儀可以分為振動(dòng)臂式、振動(dòng)盤(pán)式和環(huán)形諧振式。振動(dòng)臂式MEMS陀螺儀通過(guò)測量扭轉振動(dòng)幅度以及扭轉振動(dòng)相位來(lái)獲取角速度，振動(dòng)盤(pán)式MEMS陀螺通過(guò)測量元件與底部之間電容量的變化來(lái)獲取角速度，環(huán)形諧振MEMS陀螺儀通過(guò)測量磁場(chǎng)變化來(lái)獲取角速度
根據感知加速度的方式，MEMS加速度計可分為位移式、諧振式和靜電懸浮式。位移式MEMS加速度計通過(guò)檢測電容變化來(lái)測量加速度大小諧振式MEMS加速度計通過(guò)測量諧振頻率的變化來(lái)測量加速度大小，精度很高，靜電懸浮式MEMS加速度計通過(guò)測量電容來(lái)獲取懸浮狀態(tài)下的圓盤(pán)或圓球位置從而測量加速度大小，理論精度高。
根據傳感原理，MEMS加速度計可分為壓阻式、壓電式和電容式3類(lèi)。壓阻式加速度計通過(guò)將相應懸臂梁上的電阻轉化成電壓輸出，即可將加速度信息轉變?yōu)殡娦盘栞敵?，具有體積小、加工工藝簡(jiǎn)單、精度高、響應速度快、抗電磁干擾強等優(yōu)點(diǎn)。壓電式MEMS加速度計通過(guò)測量?jì)炔繅好糇柚底兓c被測加速度的關(guān)系，從而推算出外界加速度，具有測量范圍大、重量小、體積小、抗干擾能力強、結構簡(jiǎn)單和測量精度高的優(yōu)點(diǎn)。電容式MEMS加速度計通過(guò)檢測電容值的變化量，從而推算出外界加速度，具有測量精度高、靈敏度高、穩定性好、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。
