據外媒報道,當自動駕駛汽車或無人機失去GPS聯系時它會利用慣性測量單元(IMU)來跟蹤自己在空間中的方位。現在,多虧了一種全新開發的微型陀螺儀,這樣的裝置可能很快就會比以往任何時候都更加精確。
通常情況下,IMU由多個陀螺儀、加速度計和磁力儀組成。然而,陀螺儀的性能是有限的,因為它并不是很精確--更精確的陀螺儀確實存在,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教授的帶領下,密歇根大學的科學家們著手解決這個問題。據報道,這種微型陀螺儀的精度是目前智能手機中使用的那種陀螺儀的1萬倍,但價格“僅”是后者的10倍--據稱,它的價格只是現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一厘米寬的金屬涂層玻璃諧振器,它看起來像是一個倒置的蛋糕鍋。它由約1/4英寸厚的純熔融石英制成,其底部邊緣由一圈電極環繞。諧振器上的推動和拉動使其能不斷振動并像葡萄酒杯一樣響個不停。
整個裝置被包裹在一個約半厘米高的真空容器中。這就避免了空氣對振動的衰減,而振動是由產生振動的電極來測量。
博士生Sajal Singh表示:“基本上,玻璃諧振器以某種模式振動。如果你突然旋轉它,振動模式會保持在原來的方向。因此,通過監測振動模式,可以直接測量轉速和角度。”
這項技術目前正在由Enertia Microsystems公司進行商業化。它將最終不僅可以用于汽車、無人機和其他交通工具,還可以用于軍事應用或自導倉庫機器人。
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