MEMS vs FOG: どちらの慣性システムを選ぶべきか?

1背景

1963年以来,リングレーザージロスコップ (RLG) は慣性ナビゲーションを支配している.近年,光ファイバージロスコップ (FOG) は技術的なアップグレードのおかげでRLGを徐々に置き換えています.急速に進化するMEMSジロスコップは,多くの戦術およびナビゲーションシナリオで,現在FOGと対抗しています.

エンジニアは慣性センサーを選択する前に SWaP-C (サイズ,重量,電力,コスト) を完全に評価する必要があります.

2高精度なシナリオのトップ選択です

FOGは,高度なナビゲーションタスクのための成熟し,実証されたソリューションです.非常に低騒音,最小限のバイアス漂流,優れた安定性があります.GNSS信号が利用できない場合に非常に重要です.

水中航海と航空宇宙に広く採用されている.FOGは優れた北方探査能力を備えています.移動中でも数分で地球の回転を検知し,真の北方を見つけることができます.GPS に 頼ら ない 水底 機器 の 重要な 利点.

さらに,よく校正されたFOGは,MEMSよりも温度変動や強い振動に対してはるかに優れた性能を持ち,航空機,鉱山機械,重量安定システムに最適です.FOG の 主な欠点は 高コストサイズも重さも大きい

3MEMS:パフォーマンスギャップを迅速に縮小する

MEMSIMUはシリコンマイクロ製造技術で 劇的に発展しました 最大の強みは超低コスト (通常はFOGより10倍安く) ですコンパクトサイズと低電力消費.

MEMSはコストに敏感で軽量なアプリケーションに最適です 例えば消費者用ドローン,車両ナビゲーション,カメラ安定化,UAVのLiDARマッピングなどです電池駆動の無人装置の 動作期間を大幅に延長します.

しかし,MEMSには固有の弱点がある.それは振動と音響により敏感であり,線形加速によって引き起こされるg感度エラーに苦しんでいる.このエラーは時間とともに蓄積し,追加のアルゴリズム補償を必要としますFOGとは異なり,MEMSは一般的に磁気計やGNSSに依存し,正確な方向性を得る.

4比較と最終選択ガイド

基本パフォーマンス比較

表格

典型的なアプリケーションマッチング

表格

5ハイブリッドソリューション:FOG + MEMS IMU

一部のメーカーでは,Tamagawaの製品など,FOGとMEMSを組み合わせたハイブリッドIMUを発売している.この設計は,Z軸回転車用のi-FOGと,X/Y軸のためのMEMS回転車を使用している.高精度のバランス姿勢測定の規模とコスト

概要

FOGは,特にGNSSなしで長時間位置位置付けのために,最高ナビゲーション性能を提供します. 高級MEMSは,コンパクトサイズで,低電力と予算管理が優先事項です多くのプロジェクトでは,ハイブリッドFOG+MEMSモジュールは,性能とコストの良いバランスをとることができます.