低成本更加精確的微型陀螺儀 比智能手機(jī)使用的高1萬倍

據(jù)外媒報(bào)道，當(dāng)自動(dòng)駕駛汽車或無人機(jī)失去GPS聯(lián)系時(shí)它會(huì)利用慣性測量單元(IMU)來跟蹤自己在空間中的方位。現(xiàn)在，多虧了一種全新開發(fā)的微型陀螺儀，這樣的裝置可能很快就會(huì)比以往任何時(shí)候都更加精確。

通常情況下，IMU由多個(gè)陀螺儀、加速度計(jì)和磁力儀組成。然而，陀螺儀的性能是有限的，因?yàn)樗⒉皇呛芫_--更精確的陀螺儀確實(shí)存在，但它們通常成本太高以致于不能有效地集成到IMU中。

在Khalil Najafi教授的帶領(lǐng)下，密歇根大學(xué)的科學(xué)家們著手解決這個(gè)問題。據(jù)報(bào)道，這種微型陀螺儀的精度是目前智能手機(jī)中使用的那種陀螺儀的1萬倍，但價(jià)格“僅”是后者的10倍--據(jù)稱，它的價(jià)格只是現(xiàn)有更大型號陀螺儀的千分之一。

陀螺儀近距離觀察

該裝置的核心是一個(gè)一厘米寬的金屬涂層玻璃諧振器，它看起來像是一個(gè)倒置的蛋糕鍋。它由約1/4英寸厚的純?nèi)廴谑⒅瞥?，其底部邊緣由一圈電極環(huán)繞。諧振器上的推動(dòng)和拉動(dòng)使其能不斷振動(dòng)并像葡萄酒杯一樣響個(gè)不停。

整個(gè)裝置被包裹在一個(gè)約半厘米高的真空容器中。這就避免了空氣對振動(dòng)的衰減，而振動(dòng)是由產(chǎn)生振動(dòng)的電極來測量。

博士生Sajal Singh表示：“基本上，玻璃諧振器以某種模式振動(dòng)。如果你突然旋轉(zhuǎn)它，振動(dòng)模式會(huì)保持在原來的方向。因此，通過監(jiān)測振動(dòng)模式，可以直接測量轉(zhuǎn)速和角度?！?/p>

這項(xiàng)技術(shù)目前正在由Enertia Microsystems公司進(jìn)行商業(yè)化。它將最終不僅可以用于汽車、無人機(jī)和其他交通工具，還可以用于軍事應(yīng)用或自導(dǎo)倉庫機(jī)器人。