應用範例

倉(cang) 庫自動化係統目前使用叉車和傳(chuan) 送帶係統移動材料，以管理庫存並滿足需求。叉車需要直接人為(wei) 控製，而傳(chuan) 送帶係統則需要定期維護。

為(wei) 使倉(cang) 庫價(jia) 值最大化，許多倉(cang) 庫正在進行重新配置，從(cong) 而為(wei) 自主機器人平台的應用敞開了大門。一組機器人僅(jin) 需要更改軟件、對機器人導航係統進行再培訓就能適應新任務，完全不需要實施大量工程作業(ye) 來改造叉車和傳(chuan) 送帶係統。

倉(cang) 庫交貨係統中的關(guan) 鍵性能要求是機器人必須能夠保持行程模式的一致性，並且可在有障礙物移動的動態環境下安全執行機動動作，避免人員安全受到影響。為(wei) 了說明在此類應用中MEMS陀螺儀(yi) 反饋對Seekur的價(jia) 值，Adept mobilesRobots用實驗方式分別展示了在不使用和使用MEMS陀螺儀(yi) 反饋的情況下，Seekur維持重複路徑的性能(圖6)。應注意，為(wei) 了研究MEMS陀螺儀(yi) 反饋的影響，該實驗未采用GPS或激光掃描校正。
 

未使用 MEMS 陀螺儀(yi) 反饋時的 Seekur 路徑精度

使用 MEMS 陀螺儀(yi) 反饋時的 Seekur 路徑精度

比較圖6的路徑軌跡，很容易看出兩(liang) 者在維持路徑精度上的差異。應注意，這些實驗中采用的是早期MEMS技術，支持約0.02°/s的穩定度。目前的陀螺儀(yi) 在相同的成本、尺寸和功率水平下，性能可提高兩(liang) 到四倍。隨著這一趨勢的延續，在重複路徑上維持精確導航的能力將繼續改善，這將為(wei) 開發更多市場和應用(例如醫院標本和補給品遞送)帶來機遇。

用機器人完成補給品護送

目前美國國防高級研究計劃局(DARPA)在提案中仍強調更多地利用機器人技術來提升軍(jun) 力。補給品護送便是這類應用的一個(ge) 範例，此時軍(jun) 事護送隊伍暴露於(yu) 敵方威脅之下，同時不得不按可預測的模式緩慢移動。精確導航讓機器人(如Seekur)可在補給品護送方麵承擔更多責任，減少途中人員的暴露危險。

一個(ge) 關(guan) 鍵性能指標是控製GPS運行中斷條件，此時MEMS陀螺儀(yi) 駛向反饋特別有用。最新Seekur導航技術正是針對這一環境而開發的，它使用MEMS慣性測量單元(IMU)提高了精度，並且能在未來不斷采納地形管理和其他功能領域的新技術成果。

為(wei) 了測試該係統在使用和不使用IMU時的定位性能，對室外路徑誤差進行了記錄和分析。圖7比較了僅(jin) 使用測程法時相對於(yu) 真實路徑(源自GPS)的誤差與(yu) 在卡爾曼濾波器內(nei) 結合使用測程法與(yu) IMU時的誤差，後者的位置精度是前者的近15倍。
 

圖7：比較僅(jin) 使用測程法時（藍色）和使用測程/IMU組合法時（綠色）的Seekur位置誤差，
結果表明後一方法能夠顯著提高性能

未來發展

機器人平台開發人員發現，MEMS 陀螺儀(yi) 技術為(wei) 改善導航係統方向估算和總體(ti) 精度提供了經濟高效的方法。預校準的係統就緒型器件使得簡單的功能集成得以實現，有利於(yu) 開發工作順利起步，並讓工程師可集中精力開展係統優(you) 化。隨著 MEMS技術持續改善陀螺儀(yi) 噪聲、穩定性和精度指標，精度和控製水平將不斷提高，從(cong) 而可為(wei) 自主機器人平台繼續拓展新的市場。諸如Seekur等係統的下一代開發工作可從(cong) 陀螺儀(yi) 過渡到完全集成的6自由度(6DoF) MEMS傳(chuan) 感器。雖然麵向偏航的方法很有用，但世界畢竟不是平麵的，目前及未來的許多其他應用可以利用集成MEMS單元進行地形管理並進一步提高精度，並通過三個(ge) 陀螺儀(yi) 實現完全對準反饋和校正。