MEMS技术:下一代低成本导航选择

是什么使摄像飞行器如此超凡脱俗呢？ 一个称为姿态航向参考系统(AHRS)的复杂动作控制和稳定系统，该系统在所有三个轴上安装了微型机电陀螺仪、加速度计和磁力计（罗盘）。这些微型元件称为MEMS（微机电系统），构成了小巧轻便的运动跟踪系统，与以前的产品相比，精度更高、可靠性更好且生产成本更低。

无人驾驶飞行器(UAV)

MEMS AHRS可以装配在最大有效载重约为5至10 kg的小型直升机上，能够提供必要的运动跟踪技术，使得能够操控飞行器并使其保持在航线上。过去，如果要结合考虑所有必要的控制和稳定需求，意味着需要使用高精度的（因而庞大且笨重的）的惯量测量单元(IMU)或昂贵的（也同样庞大的）光纤陀螺仪(FOG)。无论采用哪种方法，装置都过于庞大，无法搭载到小型直升机上。MEMS AHRS产品足够轻便，便于携带，同时足够精确，能够执行必需的测量任务。另外，实时操作要求快速响应，而最新的MEMS AHRS产品延迟不到2 ms，足以进行快速跟踪。

MEMS AHRS使得这样的摄像飞行器成为可能

在空中，受几乎不间断的振动和长时间加速影响，飞行器可能出现暂时性导航故障，最后会偏离航线。最新级别的抗振MEMS陀螺仪具有高带宽特性并结合使用强大的信号处理算法，能够抵抗频率高达200 Hz的振动，从而提高了短期精度。

长时间加速导致很难读取接近重力的加速度计值。如果不能适当地补偿这些加速度，那么横滚值和俯仰值将不准确，飞行器便会开始偏移航线。新的传感器融合算法可以管理多个传感器的读数，能够帮助MEMS AHRS检测加速度并根据测量的动态特性进行调整。传感器融合也可帮助MEMS设备更好地对抗因钢铁、永磁体和电流而产生的磁场畸变。高性能的传感器融合算法可以补偿此类磁场畸变，并相应调节航向估计值。