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應用范例

倉庫自動化系統目前使用叉車和傳送帶系統移動材料，以管理庫存并滿足需求。叉車需要直接人為控制，而傳送帶系統則需要定期維護。

為使倉庫價值最大化，許多倉庫正在進行重新配置，從而為自主機器人平臺的應用敞開了大門。一組機器人僅需要更改軟件、對機器人導航系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來改造叉車和傳送帶系統。

倉庫交貨系統中的關鍵性能要求是機器人必須能夠保持行程模式的一致性，并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。為了說明在此類應用中MEMS陀螺儀反饋對Seekur的價值，Adept MobileRobots用實驗方式分別展示了在不使用和使用MEMS陀螺儀反饋的情況下，Seekur維持重復路徑的性能(圖6)。應注意，為了研究MEMS陀螺儀反饋的影響，該實驗未采用GPS或激光掃描校正。
 

未使用 MEMS 陀螺儀反饋時的 Seekur 路徑精度

使用 MEMS 陀螺儀反饋時的 Seekur 路徑精度

比較圖6的路徑軌跡，很容易看出兩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。目前的陀螺儀在相同的成本、尺寸和功率水平下，性能可提高兩到四倍。隨著這一趨勢的延續，在重復路徑上維持精確導航的能力將繼續改善，這將為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力。補給品護送便是這類應用的一個范例，此時軍事護送隊伍暴露于敵方威脅之下，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)可在補給品護送方面承擔更多責任，減少途中人員的暴露危險。

一個關鍵性能指標是控制GPS運行中斷條件，此時MEMS陀螺儀駛向反饋特別有用。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，并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。

為了測試該系統在使用和不使用IMU時的定位性能，對室外路徑誤差進行了記錄和分析。圖7比較了僅使用測程法時相對于真實路徑(源自GPS)的誤差與在卡爾曼濾波器內結合使用測程法與IMU時的誤差，后者的位置精度是前者的近15倍。
 

圖7：比較僅使用測程法時（藍色）和使用測程/IMU組合法時（綠色）的Seekur位置誤差，
結果表明后一方法能夠顯著提高性能

未來發展

機器人平臺開發人員發現，MEMS 陀螺儀技術為改善導航系統方向估算和總體精度提供了經濟高效的方法。預校準的系統就緒型器件使得簡單的功能集成得以實現，有利于開發工作順利起步，并讓工程師可集中精力開展系統優化。隨著 MEMS技術持續改善陀螺儀噪聲、穩定性和精度指標，精度和控制水平將不斷提高，從而可為自主機器人平臺繼續拓展新的市場。諸如Seekur等系統的下一代開發工作可從陀螺儀過渡到完全集成的6自由度(6DoF) MEMS傳感器。雖然面向偏航的方法很有用，但世界畢竟不是平面的，目前及未來的許多其他應用可以利用集成MEMS單元進行地形管理并進一步提高精度，并通過三個陀螺儀實現完全對準反饋和校正。